Zawartość

• Kroki

Formuła E = mc była po raz pierwszy znana, gdy została wprowadzona w artykule Alberta Einsteina w 1905 roku i stała się najbardziej znaną formułą, która później przygotowała grunt pod przełom w nauce i technologii. W E = mc, E to energia, m to masa, ac to prędkość światła w próżni. Nawet ludzie, którzy nie mają podstawowej wiedzy z zakresu fizyki, słyszeli o tej formule i do pewnego stopnia znają jej wpływ, jednak większość z nich nie. prawdziwe znaczenie tej formuły. Mówiąc prościej, jest to formuła, która pokazuje związek między energią a materią: zwłaszcza, że ​​energia i materia to dwie różne formy tej samej rzeczy. Ta prosta formuła zmieniła sposób, w jaki ludzie postrzegają energię, co z kolei doprowadziło do szeregu ważnych postępów w tworzeniu współczesnych technologii.

Kroki

Część 1 z 2: Zrozumienie formuły

1. 

   
   
   Zdefiniuj zmienne we wzorze. Aby zrozumieć jakąkolwiek formułę, pierwszym krokiem musi być zrozumienie, co reprezentuje każda zmienna w formule. W tym przypadku E to energia obiektu w stanie stacjonarnym, m to masa obiektu, ac to prędkość światła w próżni.
   • Prędkość światła c jest stałą o wartości około 3,00x10 metrów na sekundę. W teorii względności Einsteina c działa jako jednostkowy współczynnik konwersji zamiast stałej. Ponieważ energia jest mierzona w Joule (J) lub kg · m · s, użycie c jest wynikiem analizy wymiarowej, aby upewnić się, że związek między energią a masą jest wymiarem.

2. 

   
   
   Zrozum, czym jest energia. Energia może występować w wielu formach, takich jak termiczna, elektryczna, chemiczna, jądrowa i tak dalej. Energię można wymieniać między dwoma systemami, z których jeden dostarcza energię, a drugi energię.
   • Energii nie można wyprodukować ani stracić, ale można ją tylko przekształcić z jednej postaci w inną. Na przykład węgiel ma dużo energii potencjalnej, którą można przekształcić w ciepło podczas spalania.

3. 

   
   
   Oznaczanie masy. Masę obiektu definiuje się jako ilość materii zawartej w tym obiekcie.
   • Istnieje również kilka innych definicji masy. „Stała masa” i „objętość względna” to dwa z nich. Stała masa, jak sama nazwa wskazuje, jest stałą masą w każdych okolicznościach. Tymczasem względna masa zależy od prędkości obiektu. Masa we wzorze E = mc jest masą stałą. Jest to ważny punkt, który zaprzecza postrzeganiu wielu osób, które sugerują, że masa obiektu nie są zmienić, gdy prędkość.
   • Pamiętaj, że masa i waga to dwie różne koncepcje. Waga to grawitacja obiektu, a masa to ilość materii, z której składa się obiekt. Masa zmienia się tylko wtedy, gdy obiekt jest fizycznie modyfikowany, podczas gdy waga zmienia się w zależności od grawitacji ośrodka. Masę mierzy się w kilogramach (kg), ciężar w niutonach (N).
   • Podobnie jak energia, masa nie jest ani wytwarzana, ani tracona sama z siebie, a jedynie zmienia się z jednej postaci w drugą. Na przykład kostka lodu może stopić się w ciecz, ale jej masa się nie zmienia.

4. 

   Masa i energia to równoważne ilości. Ta formuła stwierdza podobieństwo masy i energii oraz pokazuje, ile energii jest w danej masie. A co najważniejsze, ta formuła pokazuje nam, że mała masa zawiera również ogromną ilość energii. Reklama

Część 2 z 2: Stosowanie wzoru w praktyce

1. 

   Źródło energii użytkowej. Większość energii, której dziś używają ludzie, pochodzi ze spalania węgla i gazu ziemnego. Kiedy te paliwa zostaną spalone, wiązania utworzone przez elektrony walencyjne zostaną zerwane, a energia uwolniona, aby ludzie mogli wykorzystać to źródło energii do życia.
   • Pobieranie energii w ten sposób jest nie tylko nieefektywne, ale także szkodliwe dla środowiska.

2. 

   Użyj formuły energetycznej Einsteina, aby zwiększyć wydajność metabolizmu energetycznego. Wzór E = mc pokazuje, że jądro atomu zawiera więcej energii niż elektrony walencyjne atomu. Energia uwolniona w wyniku rozbicia atomu jest znacznie większa niż energia uwolniona w procesie zrywania wiązań elektronowych.
   • Energia jądrowa również opiera się na tej zasadzie. Reaktory jądrowe powodują rozszczepienie (co powoduje rozdzielenie atomów), a ludzie odzyskają energię uwolnioną podczas rozszczepienia.

3. 

   Wynalazki technologiczne stają się rzeczywistością dzięki E = mc. Formuła E = mc pomogła w stworzeniu wielu interesujących nowych technologii, bez których być może ludzie nie mogą dziś żyć, na przykład:
   • Skan pozytonowy (PET) wykorzystuje promieniowanie, aby zobaczyć zdjęcia wnętrza ciała.
   • W oparciu o tę formułę naukowcy opracowali technologie komunikacyjne z satelitów i autonomicznych łazików.
   • Wiek artefaktu określa się metodą promieniowania węglowego, istota tej metody opiera się na procesie rozpadu promieniotwórczego według wzoru E = mc.
   • Energia jądrowa jest czystszym i wydajniejszym źródłem energii niż tradycyjne źródła energii, które ludzie nadal eksploatują i używają.
   Reklama