Inhoud

• Stappen

De formule E = mc was voor het eerst bekend toen het werd geïntroduceerd in een artikel uit 1905 door Albert Einstein en werd de beroemdste formule die de weg vrijmaakte voor een doorbraak in latere wetenschap en technologie. In E = mc, E is energie, m is massa en c is de lichtsnelheid in een vacuüm. Zelfs mensen die geen basiskennis van de natuurkunde hebben, hebben van deze formule gehoord en kennen tot op zekere hoogte de invloed ervan, maar de meesten van hen niet. de echte betekenis van deze formule. Simpel gezegd: dit is een formule die de relatie tussen energie en materie laat zien: vooral dat energie en materie twee verschillende vormen van hetzelfde zijn. Deze eenvoudige formule veranderde de manier waarop mensen energie waarnemen en heeft op zijn beurt geleid tot een reeks belangrijke stappen in het creëren van moderne technologie van vandaag.

Stappen

Deel 1 van 2: De formule begrijpen

1. 

   
   
   Definieer de variabelen in de formule. Om een ​​formule te begrijpen, moet de eerste stap zijn om te begrijpen wat elke variabele in de formule vertegenwoordigt. In dit geval is E de energie van het object in de stationaire toestand, m is de massa van het object en c is de lichtsnelheid in vacuüm.
   • De lichtsnelheid c is een constante met een waarde van circa 3,00x10 meter per seconde. In Einsteins relativiteitstheorie fungeert c als een eenheidsconversiefactor in plaats van een constante. Omdat energie wordt gemeten in eenheden van Joule (J) of kg m s, is het gebruik van c het resultaat van dimensionale analyse om ervoor te zorgen dat de relatie tussen energie en massa een dimensie is.

2. 

   
   
   Begrijp wat energie is. Energie kan in vele vormen voorkomen, zoals thermisch, elektrisch, chemisch, nucleair, enzovoort. Energie kan worden uitgewisseld tussen twee systemen, waarbij het ene energie geeft en het andere energie ontvangt.
   • Energie kan niet worden geproduceerd of verloren, maar kan alleen van de ene vorm naar de andere worden omgezet. Steenkool heeft bijvoorbeeld veel potentiële energie die bij verbranding kan worden omgezet in warmte.

3. 

   
   
   Massabepaling. De massa van een object wordt gedefinieerd als de hoeveelheid materie die zich in dat object bevindt.
   • Er zijn ook een paar andere definities van massa. "Constante massa" en "relatief volume" zijn er twee van. Constante massa, zoals de naam al aangeeft, is onder alle omstandigheden een constante massa. Ondertussen hangt de relatieve massa af van de snelheid van het object. De massa in de formule E = mc is een constante massa. Dit is een belangrijk punt dat de perceptie van velen tegenspreekt om te suggereren dat de massa van een object zijn niet verandering in snelheid.
   • Onthoud dat massa en gewicht twee verschillende concepten zijn. Gewicht is de zwaartekracht van een object en massa is de hoeveelheid materie waaruit het object bestaat. Massa verandert alleen wanneer het object fysiek wordt gewijzigd, terwijl het gewicht verandert afhankelijk van de zwaartekracht van het medium. De massa wordt gemeten in kilogram (kg), het gewicht wordt gemeten in newton (N).
   • Net als bij energie wordt massa niet vanzelf gegenereerd of verloren, maar verandert ze alleen van de ene vorm in de andere. Een ijsblokje kan bijvoorbeeld in een vloeistof smelten, maar de massa verandert niet.

4. 

   Massa en energie zijn gelijkwaardige hoeveelheden. Deze formule geeft de overeenkomst tussen massa en energie weer, en laat zien hoeveel energie er in een bepaalde massa zit. En nog belangrijker: deze formule laat ons zien dat een kleine massa ook een enorme hoeveelheid energie bevat. advertentie

Deel 2 van 2: Formule toepassen om te oefenen

1. 

   De bron van bruikbare energie. De meeste energie die mensen tegenwoordig gebruiken, is afkomstig van het verbranden van kolen en aardgas. Wanneer deze brandstoffen worden verbrand, worden de bindingen gevormd door valentie-elektronen verbroken en komt er energie vrij, zodat mensen die energiebron voor het leven kunnen gebruiken.
   • Op deze manier energie opnemen is niet alleen inefficiënt maar ook schadelijk voor het milieu.

2. 

   Gebruik de energieformule van Einstein om de efficiëntie van het energiemetabolisme te verhogen. De formule E = mc laat zien dat de kern van een atoom meer energie bevat dan de valentie-elektronen van het atoom. De energie die vrijkomt bij het breken van een atoom is veel groter dan de energie die vrijkomt bij het verbreken van elektronenbindingen.
   • Kernenergie is ook op dit principe gebaseerd. Kernreactoren veroorzaken splijting (waardoor de atomen worden gescheiden), en mensen zullen de energie die vrijkomt bij de splijting terugwinnen.

3. 

   Technologische uitvindingen komen uit dankzij E = mc. De formule E = mc heeft bijgedragen aan het ontstaan ​​van veel interessante nieuwe technologieën die de mens tegenwoordig misschien nauwelijks meer zonder kan, bijvoorbeeld:
   • Een positronscan (PET) gebruikt straling om plaatjes van de binnenkant van het lichaam te zien.
   • Op basis van deze formule hebben wetenschappers communicatietechnologieën ontwikkeld op basis van satellieten en autonome rovers.
   • De ouderdom van het artefact wordt bepaald door de methode van koolstofstraling, de essentie van deze methode is gebaseerd op het radioactief vervalproces volgens de formule E = mc.
   • Kernenergie is een schonere en efficiëntere energiebron dan traditionele energiebronnen die mensen nog steeds exploiteren en gebruiken.
   advertentie