Calcolatore di E = mc²
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La teoria della relatività di EinsteinFormula di equivalenza massa-energiaConseguenze di E = mc²FAQPuoi scommettere che chiunque incontrerai avrà almeno sentito parlare di questa famosa equazione. Probabilmente ti è passata in mente anche a te centinaia di volte. Ma cosa significa in realtà E uguale a mc al quadrato? Cos'è il misterioso principio di equivalenza massa-energia? Cosa c'entra Einstein? Continua a leggere per scoprirlo!
La teoria della relatività di Einstein
Nel 1905, Albert Einstein propose una teoria che affermava che massa ed energia sono equivalenti. Ciò significava che la legge di conservazione dell'energia (che dice che la somma dell'energia potenziale e dell'energia cinetica di un corpo è costante) e la legge di conservazione della massa sono, di fatto, la stessa cosa. Inoltre, Einstein affermò che anche una particella a riposo possiede una certa energia, chiamata energia di riposo.
💡 Puoi trovare maggiori informazioni sull'energia di un corpo nel nostro calcolatore di energia potenziale e nel nostro calcolatore di energia cinetica.
Formula di equivalenza massa-energia
Va bene, probabilmente sai che:
Ma cosa significano esattamente le lettere di questa famosa equazione?
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— Massa di un corpo in chilogrammi (kg);
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— Velocità della luce — un valore costante di 299 792 458 m/s; e
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— Energia a riposo del corpo in joule (J).
Assicurati che la massa del corpo sia espressa in chilogrammi. In caso contrario, puoi utilizzare il nostro convertitore di peso 🇺🇸 per esprimere facilmente il valore della massa del corpo in chilogrammi.
💡 Puoi visitare il nostro calcolatore di conversione dell'energia 🇺🇸 se vuoi sapere come convertire il valore energetico calcolato in altre unità di energia.
Conseguenze di E = mc²
Una volta che si inizia a riflettere, le conseguenze della formulazione dell'equazione E = mc² sono sorprendenti. Einstein propose un mondo in cui la massa è solo energia che aspetta di essere "liberata". E non solo un po' di energia, ma un'enorme quantità di energia.
Il peso medio di un adulto è di 62 kg. Una persona di questo tipo, secondo Einstein, ha un'energia a riposo di 5,6 × 1012 megajoule (MJ). a titolo di confronto, la bomba sganciata su Nagasaki aveva un'energia di 8,4 × 107 MJ. In sostanza, se riuscissi a esplodere e a liberare tutta la tua energia di riposo (cosa che non è ancora possibile fare...), provocheresti la stessa distruzione di oltre 66 000 bombe nucleari. Dire che è molto è sicuramente un eufemismo.
Questa formula è stata una salvezza per tutti coloro che cercavano di capire come funziona l'universo. Spiega perché i materiali radioattivi non si "sciolgono" mentre emettono flussi di particelle (è dovuto all'estrema efficienza della conversione della massa in energia). Spiega anche perché le stelle non esauriscono l'idrogeno, il loro combustibile principale, per miliardi di anni. Improvvisamente, l'età dell'universo apparve molto più credibile.
🙋 Per saperne di più su questo argomento, puoi anche esplorare il nostro calcolatore di energia cinetica relativistica 🇺🇸, dove la formula è quasi identica.
Che cos'è la c in E=mc²?
"c" indica la velocità della luce nel vuoto (299 792 458 m/s). Ciò significa che anche una piccola massa equivale a una quantità significativa di energia a riposo.
Qual è il significato di E=mc²?
Massa ed energia sono intercambiabili. Da un lato, possiamo trasformare la massa in energia come nelle centrali nucleari. Dall'altro, i fotoni ad alta energia possono creare materia (di solito come coppia particella-antiparticella, ad esempio elettrone e positrone).
Quanta energia produce una reazione di fissione dell'uranio 235?
Supponendo che lo 0,1% della massa totale di Uranio-235 si converta in energia attraverso la reazione di fissione:
- Prendi la massa 235U, che è circa 235 u;
- Converti la massa in chilogrammi: m = 235 × 1,66×10⁻²⁷ kg = 3,9×10⁻²⁵ kg;
- Valuta la massa che si converte in energia: Δm = 0,1% × 3,9-10⁻²⁵ kg = 3,9×10⁻²⁸ kg;
- Moltiplicalo per il quadrato della velocità media della luce, c² = 9×10¹⁶ m²/s²; e
- L'energia risultante è pari a circa 3,51×10⁻¹¹ J o 219 MeV.
Qual è il deficit di massa della reazione di fusione D-T?
La reazione di fusione deuterio-trizio produce 17,6 MeV di energia. Per trovare il deficit di massa:
- Converti l'energia in joule: 17,6 MeV = 2,82×10⁻¹² J;
- Dividila per il quadrato della velocità media della luce: 2,82×10⁻¹² / 9×10¹⁶ = 3,13×10⁻²⁹ kg; e
- Possiamo anche scriverlo utilizzando gli universi atomici: 3,13×10⁻²⁹ / 1,66×10⁻²⁷ = 0,019 u.