محتوا

• مراحل

فرمول E = mc اولین بار زمانی شناخته شد که توسط آلبرت انیشتین در مقاله ای در سال 1905 معرفی شد و معروف ترین فرمولی شد که زمینه دستیابی به موفقیت در علم و فناوری بعدی را فراهم آورد. در E = mc ، E انرژی است ، m جرم است و c سرعت نور در خلا است. حتی افرادی که هیچ دانش اساسی در مورد فیزیک ندارند ، این فرمول را شنیده اند و تا حدی از تأثیر آن می دانند ، اما اکثر آنها این را نمی دانند. معنای واقعی این فرمول به بیان ساده ، این فرمولی است که رابطه بین انرژی و ماده را نشان می دهد: خصوصاً اینکه انرژی و ماده دو شکل متفاوت از یک چیز هستند. این فرمول ساده نحوه درک انرژی از مردم را تغییر داده و به نوبه خود منجر به مجموعه ای از گامهای مهم در ایجاد فناوری مدرن امروزی شده است.

مراحل

قسمت 1 از 2: درک فرمول

1. 

   
   
   متغیرها را در فرمول تعریف کنید. برای درک هر فرمول ، اولین قدم باید درک آنچه هر متغیر در فرمول نشان می دهد باشد. در این حالت E انرژی جسم در حالت ساکن است ، m جرم جسم است و c سرعت نور در خلا است.
   • سرعت نور c یک ثابت با مقدار تقریبی 3.00x10 متر در ثانیه است. در نظریه نسبیت اینشتین ، c به عنوان یک عامل تبدیل واحد به جای یک ثابت عمل می کند. از آنجا که انرژی در واحد ژول (J) یا کیلوگرم بر ثانیه اندازه گیری می شود ، استفاده از c نتیجه آنالیز ابعادی است تا اطمینان حاصل شود که رابطه بین انرژی و جرم یک بعد است.

2. 

   
   
   بفهمید انرژی چیست. انرژی می تواند به اشکال مختلف مانند حرارتی ، الکتریکی ، شیمیایی ، هسته ای و غیره وجود داشته باشد. انرژی می تواند بین دو سیستم مبادله شود ، جایی که یکی انرژی می دهد و دیگری انرژی دریافت می کند.
   • انرژی قابل تولید یا از دست دادن نیست ، بلکه فقط می تواند از شکلی به شکل دیگر تبدیل شود. به عنوان مثال زغال سنگ دارای انرژی بالقوه زیادی است که می تواند هنگام سوختن به گرما تبدیل شود.

3. 

   
   
   عزم جرم. جرم یک جسم به عنوان مقدار ماده موجود در آن جسم تعریف می شود.
   • همچنین چند تعریف دیگر از جرم وجود دارد. "جرم ثابت" و "حجم نسبی" دو مورد از آنها هستند. جرم ثابت ، همانطور که از نامش پیداست ، تحت هر شرایطی جرم ثابت است. در همین حال ، جرم نسبی به سرعت جسم بستگی دارد. جرم در فرمول E = mc جرم ثابت است. این نکته مهمی است که با ادراک بسیاری از افراد مبنی بر وجود جرم یک جسم در تضاد است نیستند تغییر سرعت
   • به یاد داشته باشید که جرم و وزن دو مفهوم متفاوت هستند. وزن جاذبه جسم است و جرم مقدار ماده تشکیل دهنده جسم است. جرم فقط هنگامی تغییر می کند که جسم از نظر جسمی اصلاح شده باشد ، در حالی که وزن به گرانش محیط تغییر می کند. جرم بر حسب کیلوگرم (کیلوگرم) ، وزن در نیوتن (N) اندازه گیری می شود.
   • مشابه انرژی ، جرم به خودی خود تولید یا از بین نمی رود ، بلکه فقط از یک شکل به شکل دیگر تغییر می کند. به عنوان مثال ، یک مکعب یخ می تواند در مایع ذوب شود اما جرم آن تغییر نمی کند.

4. 

   جرم و انرژی مقادیر معادل هستند. این فرمول شباهت جرم و انرژی را بیان می کند و نشان می دهد که چه مقدار انرژی در یک جرم داده شده وجود دارد. و مهمتر از همه ، این فرمول به ما نشان می دهد که یک توده کوچک نیز حاوی مقدار زیادی انرژی است. تبلیغات

قسمت 2 از 2: استفاده از فرمول برای تمرین

1. 

   منبع انرژی قابل استفاده بیشتر انرژی که امروزه مردم استفاده می کنند از سوختن زغال سنگ و گاز طبیعی تأمین می شود. هنگامی که این سوخت ها سوزانده می شوند ، پیوندهای ایجاد شده توسط الکترونهای ظرفیت شکسته شده و انرژی آزاد می شود ، بنابراین افراد می توانند از این منبع انرژی برای زندگی استفاده کنند.
   • مصرف انرژی از این طریق نه تنها ناکارآمد بلکه برای محیط زیست نیز مضر است.

2. 

   برای افزایش کارایی متابولیسم انرژی از فرمول انرژی اینشتین استفاده کنید. فرمول E = mc نشان می دهد که هسته یک اتم انرژی بیشتری نسبت به الکترونهای ظرفیت اتم دارد. انرژی آزاد شده در اثر شکستن یک اتم بسیار بیشتر از انرژی آزاد شده در فرآیند شکستن پیوندهای الکترون است.
   • انرژی هسته ای نیز بر این اصل استوار است. راکتورهای هسته ای باعث شکافت (باعث جدا شدن اتم ها) می شوند و افراد انرژی آزاد شده از شکافت را پس می گیرند.

3. 

   به لطف E = mc اختراعات فن آوري واقعيت پيدا كردند. فرمول E = mc به ایجاد بسیاری از فناوری های جالب جدید کمک کرده است که شاید بشر امروز به سختی بتواند بدون آنها زندگی کند ، به عنوان مثال:
   • در اسکن پوزیترون (PET) از اشعه برای دیدن تصاویر داخل بدن استفاده می شود.
   • دانشمندان بر اساس این فرمول فناوری های ارتباطی ماهواره ها و مریخ نوردهای خودمختار را توسعه داده اند.
   • سن مصنوع با استفاده از روش تابش کربن تعیین می شود ، ماهیت این روش بر اساس فرایند تجزیه رادیواکتیو با توجه به فرمول E = mc است.
   • انرژی هسته ای منبع تمیز و کارآمد انرژی نسبت به منابع انرژی سنتی است که مردم هنوز از آن بهره برداری می کنند و از آن استفاده می کنند.
   تبلیغات