많은 사람들이 물질에 얼마나 많은 에너지가 갇혀 있는지 깨닫지 못합니다. 그러나 수년간 과학자들을 탈출 한 물질의 이러한 측면에는 더 본질적인 것이 있습니다.
알버트 아인슈타인의 광채가 오기 전까지는 질량과 에너지 사이의 이러한 상관 관계를 완전히 파악할 수 없었습니다. E = mc를 입력하십시오.2. 이 겉보기 간단한 대수 공식은 물질과 에너지의 상관 관계를 나타냅니다 (임의의 질량과 동등한 에너지). 많은 사람들이 그것에 대해 들었지만, 그것이 무엇을 의미하는지 이해하는 사람은 많지 않습니다. 많은 사람들이 물질 내에 얼마나 많은 에너지가 포함되어 있는지 알지 못합니다. 앞으로 몇 분 동안 나는 여러분 자신의 개인의 잠재적 에너지 등가의 크기를 전달하려고 노력할 것입니다.
먼저이 방정식을 분해해야합니다. 각 글자는 무엇을 의미합니까? 그들의 가치는 무엇입니까? 왼쪽에서 오른쪽으로 나누겠습니다.
이자형 우리가 줄 단위로 측정하는 에너지를 나타냅니다. 줄은 에너지에 대한 SI 측정치이며 킬로그램 x 미터 제곱 / 초 [kg x m]로 측정됩니다2/에스2]. 이 모든 것은 본질적으로 에너지 줄이 특정 물체를 힘과 같은 방향으로 1 미터 이동시키는 데 사용되는 힘과 동일하다는 것입니다.
미디엄 지정된 객체의 질량을 나타냅니다. 이 방정식의 경우 질량을 킬로그램 (또는 1000 그램)으로 측정합니다.
씨 빛의 속도를 나타냅니다. 진공 상태에서 빛은 초당 186,282 마일로 움직입니다. 그러나 과학에서는 SI (International System of Units)를 사용하므로 피트 및 마일 대신 미터 및 킬로미터 측정을 사용합니다. 빛을 계산할 때마다 3.00 × 10을 사용합니다8m / s 또는 초당 300,000,000 미터입니다.
따라서 본질적으로 방정식의 말은 특정 양의 질량 (킬로그램)에 대해 제곱 속도 (3.00 × 10)를 곱하면8)2, 당신은 그것의 에너지 동등성을 얻습니다 (줄). 이것이 무엇을 의미합니까? 나는 이것을 어떻게 연관시킬 수 있으며 얼마나 많은 에너지가 중요합니까? 자, 여기 재미있는 부분이 있습니다. 실험을 진행하려고합니다.
이것은 우리가 멋진 장비를 필요로하는 것이 아니며 큰 실험실을 필요로하는 것도 아닙니다. 간단한 수학과 상상력 만 있으면됩니다. 이제 계속 진행하기 전에이 방정식을 가장 기본적인 형태로 활용하고 있음을 지적하고 싶습니다. 많은 다른 응용에 사용되는이 방정식의 더 복잡한 파생물이 있습니다. 또한 두 개의 원자가 융합 될 때 (예를 들어 우리 별의 핵심에서 수소가 헬륨으로 융합되는 것과 같이) 질량의 약 0.7 %만이 총 에너지로 변환된다는 점도 언급 할 가치가 있습니다. 우리의 목적을 위해 우리는 모든 질량이 에너지로 바뀌는 것을 보여주는 것이 아니라 질량의 동등성을 구성하는 놀라운 양의 에너지를 단순히 설명하기 때문에 걱정할 필요가 없습니다.
방정식에 입력 할 수 있도록 데이터를 수집하는 것으로 시작하겠습니다. 나는 대략 190 파운드 무게. 다시 과학에서 SI 단위를 사용할 때 이것을 파운드에서 그램으로 변환해야합니다. 우리가 이것을하는 방법은 다음과 같습니다.
1 조쉬 = 190 파운드
1 파운드 = 453.6g
따라서 190lbs × 453.6g / 1 lbs = 86,184g
그래서 1 조쉬 = 86,184g
E에 대한 측정 값은 줄 단위이고 줄 단위는 킬로그램 x 미터 제곱 / 제곱 초이기 때문에 그램 단위의 질량을 킬로그램 단위의 질량으로 변환해야합니다. 우리는 이것을 이렇게합니다 :
86,184g × 1kg / 1000g = 86.18kg.
따라서 1 Josh = 86.18kg입니다.
이제 질량의 올바른 측정 단위를 사용하여 값을 방정식에 꽂고 얻을 수있는 것을 볼 수 있습니다.
E = mc2
E = (86.18kg) (3.00 × 108m / s)2
E = 7.76 × 1018 제이
이것은 7,760,000,000,000,000,000 또는 대략 7.8 septillion 에너지 줄입니다.
이것은 엄청나게 많은 양의 에너지입니다. 그러나 여전히 매우 모호한 것 같습니다. 그 숫자는 무엇을 의미합니까? 그게 얼마나 많은 에너지입니까? 자,이 실험을 계속하고 우리가 측정 할 수있는 것을 찾아 내서 우리에게이 정도의 에너지를 원근법으로 넣도록하겠습니다.
먼저 에너지를 동등한 측정 값으로 변환 해 봅시다. 우리가 관련시킬 수있는 것. TNT는 어떻게 들립니까? 먼저, TNT의 공통 측정 단위를 식별해야합니다. 킬로톤. 이제 우리는 1 줄에 몇 킬로톤의 TNT가 있는지 알아냅니다. 약간의 검색을 한 후 전환율을 발견하면 다음과 같이 할 수 있습니다.
1 줄 = 2.39 × 10-13 폭발물 킬로톤. 1 줄의 에너지는 .000000000000239 킬로톤의 TNT와 같습니다. 아주 적은 수입니다. 이 관계를 이해하는 더 좋은 방법은 TNT 1 킬로톤에 몇 줄의 에너지가 있는지 알아보기 위해 그 비율을 바꾸는 것입니다. 1 킬로톤의 TNT = 4.18 × 1012 줄 또는 오히려 4,184,000,000,000 줄.
전환율이 계산 되었으니 이제 수학을 해봅시다.
1 조쉬 (E) = 7.76 x 1018 제이
7.76 x 1018 J x 1 kT TNT / 4.18 x 1012 J = 1,856,459 킬로톤의 TNT.
따라서 우리의 작은 마음 실험을 마치면 우리는 단지 한 명의 인간이 대략 1.86 백만 킬로톤의 TNT에 해당하는 에너지와 동등한 것으로 나타났습니다. 이제이 동등성이 실제로 존재하는 방대한 양의 힘을 비추기 위해 그것을 관점으로 봅시다.
제 2 차 세계 대전 중에 일본에서 나가사키를 파괴 한 폭탄은 파괴적이었습니다. 그것은 몇 초 만에 도시를 평평하게하고 태평양 전쟁을 종식시켰다. 그 폭탄은 약 21 킬로톤의 폭발물이었습니다. 즉, 한 사람인 나는 도시 전체를 파괴 한 폭탄보다 88,403 배 더 폭발적인 에너지를 가졌다는 것을 의미합니다. 그것은 모든 인간에게 적용됩니다.
누군가가 당신에게 진정한 잠재력이 있다고 말하면, 그 사람들이 전혀 모른다고 대답하면됩니다.
