Obsah

• Kroky

Vzorec E = mc bol prvýkrát známy, keď ho v roku 1905 predstavil Albert Einstein a stal sa najslávnejším vzorcom, ktorý pripravil pôdu pre prielom v neskoršej vede a technike. V E = mc, E je energia, m je hmotnosť a c je rýchlosť svetla vo vákuu. Aj ľudia, ktorí nemajú základné vedomosti z fyziky, už tento vzorec počuli a do istej miery poznajú jeho vplyv, väčšina z nich však túto myšlienku nepozná. skutočný význam tohto vzorca. Zjednodušene povedané, jedná sa o vzorec, ktorý ukazuje vzťah medzi energiou a hmotou: najmä to, že energia a hmota sú dve rôzne formy toho istého. Tento jednoduchý vzorec zmenil spôsob, akým ľudia vnímajú energiu, a následne viedol k sérii dôležitých krokov pri vytváraní moderných technológií súčasnosti.

Kroky

Časť 1 z 2: Porozumenie vzorcu

1. 

   
   
   Definujte premenné vo vzorci. Aby sme pochopili akýkoľvek vzorec, musí byť prvým krokom pochopenie toho, čo každá premenná vo vzorci predstavuje. V tomto prípade E je energia objektu v stacionárnom stave, m je hmotnosť objektu a c je rýchlosť svetla vo vákuu.
   • Rýchlosť svetla c je konštanta s hodnotou približne 3,00x10 metrov za sekundu. V Einsteinovej teórii relativity pôsobí c namiesto konštanty ako jednotkový konverzný faktor. Pretože energia sa meria v jednotkách Joule (J) alebo kg m s, je použitie c výsledkom rozmerovej analýzy, aby sa zabezpečilo, že vzťah medzi energiou a hmotou je dimenzia.

2. 

   
   
   Pochopte, čo je to energia. Energia môže existovať v mnohých formách, ako je tepelná, elektrická, chemická, jadrová atď. Energiu je možné vymieňať medzi dvoma systémami, kde jeden dáva energiu a druhý energiu prijíma.
   • Energiu nie je možné vyrobiť ani stratiť, ale je možné ju previesť iba z jednej formy do druhej. Napríklad uhlie má veľa potenciálnej energie, ktorú je možné pri spaľovaní premeniť na teplo.

3. 

   
   
   Hromadné stanovenie. Hmotnosť objektu je definovaná ako množstvo hmoty obsiahnutej v danom objekte.
   • Existuje aj niekoľko ďalších definícií masy. „Konštantná hmotnosť“ a „relatívny objem“ sú dve z nich. Konštantná hmotnosť, ako už z názvu vyplýva, je konštantná hmotnosť za každých okolností. Medzitým relatívna hmotnosť závisí od rýchlosti objektu. Hmotnosť vo vzorci E = mc je konštantná hmotnosť. Toto je dôležitý bod, ktorý je v rozpore s predstavami mnohých, ktorí tvrdia, že ide o hmotu objektu niesu zmena rýchlosti.
   • Pamätajte, že hmotnosť a hmotnosť sú dva odlišné pojmy. Váha je gravitácia objektu a hmotnosť je množstvo hmoty, z ktorej je predmet vyrobený. Hmotnosť sa mení iba vtedy, keď je objekt fyzicky upravený, zatiaľ čo hmotnosť sa mení v závislosti od gravitácie média. Hmotnosť sa meria v kilogramoch (kg), hmotnosť sa meria v newtonoch (N).
   • Hmotnosť, podobne ako energia, sa negeneruje ani nestráca sama, ale iba sa mení z jednej formy do druhej. Napríklad kocka ľadu sa môže roztaviť na kvapalinu, ale jej hmotnosť sa nemení.

4. 

   Hmotnosť a energia sú ekvivalentné veličiny. Tento vzorec udáva podobnosť hmoty a energie a ukazuje, koľko energie v danej hmote je. A čo je najdôležitejšie, tento vzorec nám ukazuje, že malá hmota obsahuje aj obrovské množstvo energie. reklama

Časť 2 z 2: Aplikácia vzorca do praxe

1. 

   Zdroj využiteľnej energie. Väčšina energie, ktorú dnes ľudia používajú, pochádza zo spaľovania uhlia a zemného plynu. Keď sa tieto palivá spália, väzby tvorené valenčnými elektrónmi sa rozbijú a uvoľní sa energia, aby ľudia mohli tento zdroj energie využiť na celý život.
   • Prijímanie energie týmto spôsobom je nielen neúčinné, ale aj škodlivé pre životné prostredie.

2. 

   Použite Einsteinov energetický vzorec na zvýšenie účinnosti energetického metabolizmu. Vzorec E = mc ukazuje, že jadro atómu obsahuje viac energie ako valenčné elektróny atómu. Energia uvoľnená rozbitím atómu je oveľa väčšia ako energia uvoľnená v procese rozbitia elektrónových väzieb.
   • Na tomto princípe je založená aj jadrová energia. Jadrové reaktory spôsobujú štiepenie (spôsobujú oddelenie atómov) a ľudia získavajú späť energiu uvoľnenú z štiepenia.

3. 

   Technologické vynálezy sa stávajú skutočnosťou vďaka E = mc. Vzorec E = mc pomohol vytvoriť mnoho zaujímavých nových technológií, ktoré by dnes ľudia bez nich ťažko dokázali žiť, napríklad:
   • Pozitrónový sken (PET) využíva žiarenie na sledovanie obrázkov vnútorných častí tela.
   • Na základe tohto vzorca vyvinuli vedci komunikačné technológie zo satelitov a autonómnych roverov.
   • Vek artefaktu sa určuje metódou uhlíkového žiarenia, podstata tejto metódy je založená na procese rádioaktívneho rozpadu podľa vzorca E = mc.
   • Jadrová energia je čistejší a účinnejší zdroj energie ako tradičné zdroje energie, ktoré ľudia stále využívajú a využívajú.
   reklama