Sisältö

• Askeleet

Kaava E = mc tunnettiin ensimmäisen kerran, kun se esiteltiin Albert Einsteinin artikkelissa vuonna 1905, ja siitä tuli tunnetuin kaava, joka myöhemmin perusti tieteen ja tekniikan läpimurron. E = mc: ssä E on energia, m on massa ja c on valon nopeus tyhjössä. Jopa ihmiset, joilla ei ole fysiikan perustietoja, ovat kuulleet tästä kaavasta ja tietävät jossain määrin sen vaikutuksen, mutta useimmat heistä eivät. tämän kaavan todellinen merkitys. Yksinkertaisesti sanottuna tämä on kaava, joka osoittaa energian ja aineen välisen suhteen: varsinkin että energia ja aine ovat saman asian kaksi erilaista muotoa. Tämä yksinkertainen kaava muutti tapaa, jolla ihmiset kokevat energian, ja on puolestaan ​​johtanut sarjaan tärkeitä edistysaskeleita nykypäivän modernin tekniikan luomisessa.

Askeleet

Osa 1/2: Kaavan ymmärtäminen

1. 

   
   
   Määritä muuttujat kaavassa. Kaavan ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä, mitä kukin kaavan muuttuja edustaa. Tällöin E on kohteen energia kiinteässä tilassa, m on kohteen massa ja c on valon nopeus tyhjössä.
   • Valon nopeus c on vakio, jonka arvo on noin 3,00x10 metriä sekunnissa. Einsteinin suhteellisuusteoriassa c toimii yksikön muuntokertoimena vakion sijaan. Koska energia mitataan Joule (J): n yksikköinä tai kg m s: nä, c: n käyttö on mitta-analyysin tulos sen varmistamiseksi, että energian ja massan välinen suhde on ulottuvuus.

2. 

   
   
   Ymmärrä mikä energia on. Energiaa voi esiintyä monissa muodoissa, kuten lämpö, ​​sähkö, kemikaali, ydinvoima jne. Energiaa voidaan vaihtaa kahden järjestelmän välillä, jolloin toinen antaa energiaa ja toinen vastaanottaa energiaa.
   • Energiaa ei voida tuottaa tai hävitä, vaan se voidaan muuntaa vain muodosta toiseen. Esimerkiksi kivihiilellä on paljon potentiaalista energiaa, joka voidaan muuntaa lämmöksi palamisen yhteydessä.

3. 

   
   
   Massan määritys. Kohteen massa määritellään esineessä olevan aineen määräksi.
   • On myös muutamia muita määritelmiä massalle. "Vakiomassa" ja "suhteellinen tilavuus" ovat kaksi niistä. Jatkuva massa, kuten nimestä voi päätellä, on vakio massa kaikissa olosuhteissa. Samaan aikaan suhteellinen massa riippuu kohteen nopeudesta. Kaavan E = mc massa on vakiomassa. Tämä on tärkeä asia, joka on ristiriidassa monien käsityksen kanssa siitä, että objektin massa on ehdotettu eivät ole nopeuden muutos.
   • Muista, että massa ja paino ovat kaksi eri käsitettä. Paino on kohteen painovoima ja massa on aineen määrä, joka muodostaa kohteen. Massa muuttuu vain, kun kohdetta muokataan fyysisesti, kun taas paino muuttuu väliaineen painosta riippuen. Massa mitataan kilogrammoina (kg), paino mitataan newtoneina (N).
   • Energian tavoin massa ei synny eikä häviä itsestään, vaan se muuttuu vain muodosta toiseen. Esimerkiksi jääkuutio voi sulaa nesteeksi, mutta sen massa ei muutu.

4. 

   Massa ja energia ovat yhtä suuria määriä. Tämä kaava kertoo massan ja energian samankaltaisuuden ja osoittaa kuinka paljon energiaa on tietyssä massassa. Ja mikä tärkeintä, tämä kaava osoittaa meille, että pieni massa sisältää myös valtavan määrän energiaa. mainos

Osa 2/2: Kaavan soveltaminen harjoitteluun

1. 

   Käyttökelpoisen energian lähde. Suurin osa ihmisten nykyisestä energiasta tulee hiilen ja maakaasun polttamisesta. Kun nämä polttoaineet poltetaan, valenssielektronien muodostamat sidokset rikkovat ja vapauttavat energiaa, jotta ihmiset voivat käyttää kyseistä energialähdettä elämäänsä.
   • Tällä tavoin energian ottaminen on paitsi tehotonta myös haitallista ympäristölle.

2. 

   Käytä Einsteinin energiakaavaa energiatehokkuuden parantamiseen. Kaava E = mc osoittaa, että atomin ydin sisältää enemmän energiaa kuin atomin valenssielektronit. Atomin hajottamalla vapautuva energia on paljon suurempi kuin elektronisidosten rikkomisessa vapautuva energia.
   • Ydinvoima perustuu myös tähän periaatteeseen. Ydinreaktorit aiheuttavat fissiota (mikä saa atomit erottumaan), ja ihmiset palauttavat fissiosta vapautuneen energian.

3. 

   Teknologiset keksinnöt toteutuvat E = mc: n ansiosta. Kaava E = mc on auttanut luomaan monia mielenkiintoisia uusia tekniikoita, joita ehkä ihmiset nykyään tuskin elävät ilman niitä, esimerkiksi:
   • Positroniskannaus (PET) käyttää säteilyä nähdäksesi kuvia kehon sisäpuolelta.
   • Tämän kaavan perusteella tutkijat ovat kehittäneet viestintätekniikkaa satelliiteista ja itsenäisistä kuljettajista.
   • Artefaktin ikä määritetään hiilisäteilymenetelmällä, tämän menetelmän ydin perustuu radioaktiiviseen hajoamisprosessiin kaavan E = mc mukaisesti.
   • Ydinenergia on puhtaampaa ja tehokkaampaa energialähdettä kuin perinteiset energialähteet, joita ihmiset edelleen hyödyntävät ja käyttävät.
   mainos