Связь между массой и энергией

Работа и энергия

В классической механике работа всех сил, действующих на тело, равна изменению кинетической энергии частицы:

(5.29)

В релятивистской динамике работа всех сил затрачивается на изменение массы частицы:

(5.30)

В формуле (5.30) называется полной релятивистской энергией частицы, а масса равна .

Кинетическая энергия частицы при равна нулю, а ее релятивистская масса равна . Величина , называется энергией покоящегося тела (энергия покоя).

Кинетическая энергия частицы равна разности полной энергии частицы и энергии покоя:

(5.31)

Уравнение для полной релятивистской энергии частицы выражает один из важнейших законов природы – закон пропорциональности массы и энергии: полная энергия системы равна произведению ее полной релятивистской массы на квадрат скорости света в вакууме.

Если М – атомная масса распадающегося атома, , , …, – атомные массы оконечных продуктов распада, то

или

. (5.32)

где Е – энергия, выделенная при распаде одного грамм–атома радиоактивного элемента.

Например, энергия системы свободных (невзаимодействующих) частиц «протон + электрон» больше энергии системы этих же частиц в состоянии атом водорода на величину энергии ионизации атома:

Таким образом, по формуле Эйнштейна, увеличение энергии системы связано с увеличением массы:

(5.33)

Дата добавления: 2014-12-27