Sa isang rebolusyonaryong gawaing pang-agham na natuklasan ni Albert Einstein noong 1905, E = mc2 ipinakilala, kung saan: Ang E ay enerhiya, m ang masa, at c ang bilis ng ilaw sa isang vacuum. Simula noon, E = mc2 ay naging isa sa mga kinikilalang equation sa buong mundo. Sa katunayan, ang mga taong walang background sa pisika ay narinig man lang ang equation na ito at may kamalayan sa matinding epekto nito sa mundo. Gayunpaman, karamihan sa mga tao ay hindi alam kung ano ang ibig sabihin ng equation. Sa madaling salita, ang equation na ito ay kumakatawan sa ugnayan ng enerhiya sa bagay: sa esensya, enerhiya at bagay ay dalawang anyo ng parehong bagay. Ang simpleng equation na ito ay nagbago ng paraan ng pag-iisip tungkol sa enerhiya at nagbunga ng iba't ibang mga teknolohikal na pagsulong.
Hakbang
Bahagi 1 ng 2: Pag-unawa sa Mga Equation
Hakbang 1. Tukuyin ang mga variable ng equation
Ang unang hakbang upang maunawaan ang equation ay alam ang kahulugan ng bawat isa sa mga variable. Sa kasong ito, ang E ay ang enerhiya ng isang nakatigil na bagay, m ang masa ng bagay, at ang c ay ang bilis ng ilaw sa isang vacuum.
Ang bilis ng ilaw (c) ay isang pare-pareho kung saan ay pantay-pantay sa bawat equation at humigit-kumulang katumbas ng 3.00x108 metro bawat segundo. Sa konteksto ng pagiging relatibo ni Einstein, c2 higit na gumana bilang isang factor factor ng conversion kaysa sa isang pare-pareho. Samakatuwid, ang c ay parisukat bilang isang resulta ng dimensional na pagtatasa (ang enerhiya ay sinusukat sa joules, o kg m2 s-2) upang ang pagdaragdag ng c2 upang matiyak na ang ugnayan sa pagitan ng enerhiya at masa ay dimensyonal na pare-pareho.
Hakbang 2. Maunawaan kung ano ang enerhiya
Maraming uri ng enerhiya, kabilang ang init, elektrisidad, kemikal, nukleyar, at iba pa. Ang enerhiya ay inililipat sa pagitan ng iba't ibang mga system (nagbibigay ng lakas sa isang system habang kumukuha ng enerhiya mula sa isa pa).
Ang enerhiya ay hindi maaaring malikha o masira, mabago lamang sa iba't ibang mga form. Halimbawa, ang karbon ay may maraming potensyal na enerhiya na nagiging enerhiya ng init kapag sinunog
Hakbang 3. Tukuyin ang kuru-kuro ng masa
Ang masa ay karaniwang tinukoy bilang ang halaga ng bagay sa isang bagay.
- Mayroon ding ibang kahulugan ng masa. Mayroong mga term na "enerhiya ng pahinga" at "relativistic mass". Ang enerhiya ng pahinga ay masa na pare-pareho at hindi nagbabago, hindi mahalaga kung anong frame ng sanggunian ang ginagamit mo. Sa kabilang kamay. ang relativistic mass ay nakasalalay sa bilis ng bagay. Sa equation E = mc2, m ay tumutukoy sa natitirang enerhiya. Napakahalaga nito, sapagkat nangangahulugan ito ng iyong misa hindi tataas kahit na pumili ka ng bilis, salungat sa popular na paniniwala.
- Dapat itong maunawaan na ang masa at timbang ay dalawang magkakaibang bagay. Ang bigat ay ang puwersang gravitational na naramdaman ng isang bagay, habang ang masa ay ang dami ng bagay sa bagay. Nagbabago lamang ang masa kung ang bagay ay pisikal na binago, habang ang timbang ay nagbabago depende sa gravity ng paligid ng bagay. Ang masa ay sinusukat sa kilo (kg) habang ang bigat ay sinusukat sa Newtons (N).
- Tulad ng enerhiya, ang masa ay hindi maaaring likhain o sirain, ngunit maaari nitong baguhin ang form. Halimbawa, ang mga cubes ng yelo ay natunaw sa likido, ngunit mayroon pa ring parehong masa sa parehong uri ng mga form.
Hakbang 4. Maunawaan na ang masa at enerhiya ay katumbas
Sinasaad ng equation na ito na ang masa at enerhiya ay katumbas, at nagsasabi kung gaano ang lakas na nilalaman sa isang naibigay na dami ng masa. Talaga, ipinapaliwanag ng equation na ito na ang isang maliit na masa ay talagang puno ng malaking enerhiya.
Bahagi 2 ng 2: Paglalapat ng mga Equation sa Real World
Hakbang 1. Maunawaan kung saan nagmula ang enerhiya na ginamit
Karamihan sa kinakain nating enerhiya ay nagmula sa nasusunog na karbon at natural gas. Ang pagkasunog ng mga sangkap na ito ay gumagamit ng mga valence electron (mga walang pares na electron sa pinakadulo na shell ng mga atomo) at mga bono na gawa sa iba pang mga elemento. Kapag idinagdag ang init, ang mga bond na ito ay nasira at ang pinalabas na enerhiya ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng kuryente.
Ang pagkuha ng enerhiya sa pamamagitan ng pamamaraang ito ay napaka-episyente at nakakasira sa kapaligiran
Hakbang 2. Ilapat ang mga equation ni Einstein upang gawing mas mahusay ang conversion ng enerhiya
E = mc2Sinasabi sa atin na mayroong mas maraming enerhiya na nakaimbak sa nucleus ng isang atom kaysa sa mga electron ng valence. Ang enerhiya na inilabas mula sa atomic fission ay mas mataas kaysa sa pagbasag ng mga electron bond.
Ang lakas ng nuklear ay batay sa prinsipyong ito. Ang mga reactor ng nuklear ay nagdudulot ng atomic fission at nakakuha ng malaking enerhiya na pinakawalan
Hakbang 3. Tuklasin ang mga teknolohiyang nilikha ng E = mc2.
E = mc2 pinapayagan ang paglikha ng maraming bago at kapanapanabik na mga teknolohiya, bukod sa kung saan kami ay naging aming pangunahing pangangailangan:
- Gumagamit ang isang PET scan ng radioactivity upang makita kung ano ang nasa loob ng katawan.
- Pinahihintulutan ng equation na ito para sa pagbuo ng telecommunications na may mga satellite at rover.
- Ang pakikipag-date sa radiocarbon ay gumagamit ng agnas ng radioactive batay sa equation na ito upang matukoy ang edad ng mga sinaunang bagay.
- Ang enerhiyang nuklear ay nagbibigay ng isang mas malinis at mas mahusay na mapagkukunan ng enerhiya para sa ating lipunan.
