Autor:
Peter Berry
Data Creației:
15 Iulie 2021
Data Actualizării:
1 Iulie 2024
Conţinut
Formula E = mc a fost cunoscută pentru prima dată când a fost introdusă într-o lucrare din 1905 de Albert Einstein și a devenit cea mai faimoasă formulă care a pregătit scena pentru o descoperire ulterioară în știință și tehnologie. În E = mc, E este energie, m este masă și c este viteza luminii în vid. Chiar și oamenii care nu au cunoștințe de bază despre fizică au auzit de această formulă și, într-o oarecare măsură, cunosc influența acesteia, cu toate acestea, majoritatea nu o cunosc. sensul real al acestei formule. Mai simplu spus, aceasta este o formulă care arată relația dintre energie și materie: mai ales că energia și materia sunt două forme diferite ale aceluiași lucru. Această formulă simplă a schimbat modul în care oamenii percep energia și, la rândul său, a dus la o serie de pași importanți în crearea tehnologiei moderne de astăzi.
Pași
Partea 1 din 2: Înțelegerea formulei
Definiți variabilele din formulă. Pentru a înțelege orice formulă, primul pas trebuie să fie să înțelegeți ce reprezintă fiecare variabilă din formulă. În acest caz, E este energia obiectului în stare staționară, m este masa obiectului și c este viteza luminii în vid.- Viteza luminii c este o constantă cu o valoare de aproximativ 3,00x10 metri pe secundă. În teoria relativității lui Einstein, c acționează ca un factor de conversie a unității în loc de o constantă. Deoarece energia este măsurată în unități de Joule (J) sau kg m s, utilizarea lui c este rezultatul analizei dimensionale pentru a se asigura că relația dintre energie și masă este o dimensiune.
Înțelegeți ce este energia. Energia poate exista sub multe forme, cum ar fi termică, electrică, chimică, nucleară și așa mai departe. Energia poate fi schimbată între două sisteme, unde unul dă energie, iar celălalt primește energie.- Energia nu poate fi produsă sau pierdută, ci poate fi convertită doar de la o formă la alta. Cărbunele, de exemplu, are multă energie potențială care poate fi transformată în căldură atunci când este arsă.
Determinarea masei. Masa unui obiect este definită ca cantitatea de materie conținută în acel obiect.- Există, de asemenea, alte câteva definiții ale masei. „Masa constantă” și „volumul relativ” sunt două dintre ele. Masa constantă, după cum sugerează și numele, este masă constantă în toate circumstanțele. Între timp, masa relativă depinde de viteza obiectului. Masa din formula E = mc este masă constantă. Acesta este un punct important care contrazice percepția multora pentru a sugera că masa unui obiect nu sunt schimbarea vitezei.
- Amintiți-vă că masa și greutatea sunt două concepte diferite. Greutatea este gravitatea unui obiect, iar masa este cantitatea de materie care alcătuiește obiectul. Masa se schimbă numai atunci când obiectul este modificat fizic, în timp ce greutatea se schimbă în funcție de gravitatea mediului. Masa se măsoară în kilograme (kg), greutatea se măsoară în newtoni (N).
- Similar cu energia, masa nu este generată și nici pierdută de la sine, ci se schimbă doar de la o formă la alta. De exemplu, un cub de gheață se poate topi într-un lichid, dar masa sa nu se schimbă.
Masa și energia sunt cantități echivalente. Această formulă afirmă similitudinea masei și energiei și arată câtă energie există într-o anumită masă. Și cel mai important, această formulă arată că ceva cu o masă mică conține, de asemenea, o cantitate enormă de energie. publicitate
Partea 2 din 2: Aplicarea formulei la practică
Sursa de energie utilizabilă. Cea mai mare parte a energiei pe care oamenii o folosesc astăzi provine din arderea cărbunelui și a gazelor naturale. Când acești combustibili sunt arși, legăturile formate de electronii de valență se vor rupe și vor elibera energie, astfel încât oamenii să poată utiliza acea sursă de energie pentru viață.
- A lua energie în acest mod nu este doar ineficientă, ci și dăunătoare mediului.
Folosiți formula energetică a lui Einstein pentru a crește eficiența metabolismului energetic. Formula E = mc arată că nucleul unui atom conține mai multă energie decât electronii de valență ai atomului. Energia eliberată prin descompunerea unui atom este mult mai mare decât cea eliberată în procesul de rupere a legăturilor electronice.
- Energia nucleară se bazează și pe acest principiu. Reactoarele nucleare provoacă fisiune (determinând separarea atomilor), iar oamenii vor recupera energia eliberată din fisiune.
Invențiile tehnologice se adeveresc datorită lui E = mc. Formula E = mc a ajutat la crearea multor noi tehnologii interesante pe care, probabil, oamenii de azi nu le pot trăi fără ele, de exemplu:
- O scanare de pozitroni (PET) folosește radiații pentru a vedea imagini ale interiorului corpului.
- Pe baza acestei formule, oamenii de știință au dezvoltat tehnologii de comunicare de la sateliți și roveri autonomi.
- Vârsta artefactului este determinată de metoda radiației de carbon, esența acestei metode se bazează pe procesul de dezintegrare radioactivă conform formulei E = mc.
- Energia nucleară este o sursă de energie mai curată și mai eficientă decât sursele tradiționale de energie pe care oamenii încă le exploatează și le folosesc.
