Mezi druhy energie, které známe z oblasti fyziky, máme např relativistické energie. Jedná se o energii, která vzniká součtem kinetické energie objektu a jeho klidové energie. Tento typ energie je známý jako vnitřní energie. Relativistická energie má velký význam ve fyzice, zejména při studiu supermasivní černé díry.
Proto vám v tomto článku řekneme, jaké jsou vlastnosti, důležitost a mnoho dalšího o relativistické energii.
Co je relativistická energie
Relativistická energie částice je definována jako součet jejích kinetických a klidových energií. Ve fyzice je relativistická energie vlastností každého fyzikálního systému (masivního nebo ne). Jeho hodnota se zvyšuje, když mu nějaký proces předává energii, změní se na nulu, když systém zmizí nebo je zničen. Pro daný inerciální referenční systém bude tedy jeho hodnota záviset na stavu fyzického systému a zůstane konstantní pouze v případě, že je tento systém izolován.
Když Albert Einstein, považovaný za největšího fyzika všech dob, poprvé odvodil svůj slavný vzorec Energie=mc2, netušil, do jaké míry využije své teorémy speciální a obecné relativity ke zmapování běhu dějin.
Při výpočtu rychlosti je třeba ujetou vzdálenost vydělit časem potřebným k ujetí. Tento vzorec má dva prvky, které je třeba změnit: prostor a čas, protože rychlost světla zůstává stejná.
Pamatujte, že energie je vlastnost předmětů, která jim umožňuje pracovat. V tomto procesu můžeme přenést energii na objekt a způsobit jeho pohyb. S pohybem úzce souvisí i hmota. Souvisí to ale také se setrvačností, stavem odporu vůči pohybu, velmi těžkými předměty nebo pohybem, který nemůžeme zpomalit ani zastavit, protože nabírají obrovskou rychlost.
Hmotnost je pak mírou setrvačnosti vystavené předmětem.. Věci s velkou hmotností se obtížně zrychlují a brzdí. Energie a hmotnost v rovnici jsou ekvivalentní. Někteří fyzici považují hmotu za formu energie a nepřehánějí. Můžeme přeměnit velké množství hmoty na energii a naopak. Například hmota některých atomů může být přeměněna na energii pro pohon jaderného reaktoru nebo přeměněna na jiné válečné využití, přičemž se uvolňuje obrovské množství energie, která ničí vše kolem nich.
Hlavní charakteristiky
Relativistická energie je vnitřně spojena s hmotou předmětu. Podle teorie relativity se hmotnost objektu také zvyšuje, když se blíží rychlosti světla. Proto, čím vyšší je relativistická energie předmětu, tím větší je jeho hmotnost. Tento vztah mezi energií a hmotou je zásadní pro pochopení fyziky subatomárních částic a výroby energie uvnitř hvězd a jaderných reaktorů, což je zásadní pro naše pochopení astrofyzikálních jevů.
Relativistická energie má také tu jedinečnou vlastnost, že ji nelze zničit ani vytvořit, ale lze ji pouze přeměnit z jedné formy do druhé. Toto je známé jako princip zachování energie. V jakémkoli fyzikálním procesu je celková energie, která zahrnuje jak relativistickou energii, tak jiné formy energie, zůstává konstantní. Tato vlastnost je nezbytná pro pochopení toho, jak fungují jaderné reakce a energetická rovnováha ve vesmíru.
Kromě toho tento typ energie hraje zásadní roli při popisu jevů, jako je elektromagnetické záření a gravitační vlny. Tyto jevy, které jsou zásadní pro studium astrofyziky a chování vesmíru, jsou vlny energie, které se šíří časoprostorem a jejich chování a charakteristiky lze nejlépe vysvětlit pomocí konceptů relativistické energie.
Jak funguje relativistická energie
Hmotnost a energie spolu úzce souvisí, přičemž vztah ekvivalence popsal německý fyzik Albert Einstein ve své teorii speciální relativity. Jinými slovy, malé množství hmoty se rovná velkému množství energie. Relativistická energie je nekonečná, když se objekty pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla.
Proto se stává nekonečně velkým a žádná síla ho nemůže urychlit, takže rychlost světla je nepřekonatelnou fyzikální hranicí. Pokud si pamatujeme, že hmotnost je definována jako vztah mezi silou a zrychlením, chápeme, že hmotnost je měřítkem toho, jak rychle se objekt zvětšuje.
Nicméně, toto V žádném případě by nás to nemělo nutit myslet si, že pokud se budeme pohybovat blízko rychlosti světla, uvidíme nárůst hmoty. Není správné si myslet, že veškerá hmota těla se přeměňuje na energii nebo naopak. To znamená, že velké množství energie může být přeměněno na hmotu.
Možná i z tohoto důvodu dnes mnozí autoři poukazují na to, že je lepší nepoužívat adjektiva relativity, ale adjektiva celková energie a konstantní hmotnost, aby se zdůraznilo, že hodnota m0 je v jakékoli soustavě stejná a hodnota E (energie) bude záviset na zvolené soustavě.
také musíme si pamatovat, že rychlost a síla jsou vektorové veličiny. Působíme-li silou na předmět pohybující se ve stejném směru pohybu rychlostí blízkou rychlosti světla, bude hmotnost relativistická. Pokud však použijeme tuto sílu kolmo na pohyb, bude takzvaný Lorentzův faktor 1, protože rychlost v tomto směru bude nulová. Pak budeme vnímat velmi odlišnou kvalitu.
Lze usuzovat, že hmotnost se může měnit, ale nejen v závislosti na rychlosti, ale také na směru působení síly. Proto tato úvaha zcela vylučuje, že by relativistická hmotnost byla skutečným fyzikálním pojmem.
jak je uložen
Každý atom je malá koule plná energie a může dokonce přeměnit energii ve formě částic světla (nazývaných fotony) na hmotu. Proto, je efektivní a dobře se používá a poskytuje dobré řešení lidských energetických potřeb. V této souvislosti je studium relativistické energie a jejího skladování zásadní pro vývoj nových technologií.
Při skladování lze přeměnu jaderné energie na elektřinu provádět složitým procesem štěpení a fúze. Z tohoto důvodu je Einstein považován za otce jaderné fyziky.
Doufám, že vám tyto informace pomohou dozvědět se více o relativistické energii a jejích charakteristikách.