Cómo entender E=mc2

2 partes:Comprende la ecuación Aplica la ecuación en el mundo real

En uno de los artículos científicos revolucionarios de Albert Einstein publicado en 1905, se introdujo el concepto de E=mc²; donde "E" es energía, "m" es masa y "c" es la velocidad de la luz en el vacío.^[1] Desde entonces, E=mc² se ha convertido en una las ecuaciones más famosas del mundo. Incluso las personas que no tienen conocimiento de física al menos han oído sobre esta ecuación y saben la enorme influencia que tiene en el mundo donde vivimos. Sin embargo, la mayoría de las personas no saben exactamente qué significa esta ecuación. En términos simples, la ecuación representa la equivalencia entre la masa y la energía, básicamente indica que la energía y la masa son intercambiables.^[2] Esta simple ecuación ha alterado la forma en la que pensamos sobre la energía y nos facilitó crear un gran número de avances tecnológicos.

Anuncio

Parte 1 de 2: Comprende la ecuación

1
Define las variables de la ecuación. El primer paso para comprender cualquier ecuación es saber qué significa cada variable. En este caso, "E" es energía, "m" es masa y "c" es la velocidad de la luz.
- La velocidad de la luz, "c" es realmente una constante y es aproximadamente 3.00x10⁸ metros por segundo. Es elevada al cuadrado debido a las propiedades básicas de la energía: un objeto que se mueve el doble de rápido que otro objeto en realidad tiene cuatro veces más energía.^[3]
- La velocidad de la luz se usa como constante ya que si transformas un objeto en energía pura, esa energía se moverá a la velocidad de la luz.^[4]
Anuncio
2
Comprende qué significa cuando se habla de energía. Existen muchas formas de energía incluyendo la energía térmica, la eléctrica, la química, la nuclear y muchas más.^[5] La energía se transfiere entre sistemas dándole energía a un sistema y quitándoselo a otro. La unidad básica de la energía es el julio (J).
- La energía no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de forma. Por ejemplo, el carbón tiene mucha energía potencial que se convierte en energía térmica cuando se quema.
- La energía de un objeto es la masa de ese objeto por su velocidad al cuadrado. En este caso, la velocidad del objeto es la velocidad a la cual viaja la luz.^[6]
3
Define qué significa masa. La masa se define como la cantidad de materia en un objeto.^[7] Es importante entender que la masa y el peso son diferentes. El peso es la fuerza gravitacional del objeto, mientras que la masa es la cantidad de materia en un objeto. La masa solo puede cambiar si el objeto se altera físicamente, mientras que el peso cambia dependiendo de la gravedad del ambiente donde está dicho objeto. La masa se mide en kilogramos (kg) mientras que el peso se mide en neutonios (N).
- Como la energía, la masa no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de forma. Por ejemplo, un cubo de hielo puede derretirse a un estado líquido, pero siempre sigue teniendo la misma masa en ambos estados.
4
Comprende que la masa y la energía son equivalentes.^[8] La ecuación indica que la masa y la energía son lo mismo e indica cuánta energía se encuentra de cierta cantidad de masa. Básicamente, la ecuación explica que una pequeña cantidad de masa está llena de una gran cantidad de energía.^[9]

Anuncio

Parte 2 de 2: Aplica la ecuación en el mundo real

1
Comprende de dónde proviene la energía utilizable. La mayor parte de la energía utilizable proviene de la quema de carbón y el gas natural. La quema de estas sustancias aprovecha sus electrones de valencia (los electrones sin par en la capa externa de un átomo) y los lazos que hacen con otros elementos. Cuando se añade calor, estos lazos se rompen y se libera energía que se usa para alimentar las comunidades.
- Obtener energía de esta forma no es muy eficiente y es costoso para el medio ambiente.
2
Aplica la ecuación de Einstein para que la conversión de energía sea más eficiente. E=mc² nos indica que existe mucha más energía almacenada dentro del núcleo de un átomo que en sus electrones de valencia.^[10] La energía liberada al dividir un átomo es mucho más alta que la que se libera al romper los lazos de electrones.
- La energía nuclear se basa en este principio. Los reactores nucleares causan fisión (la división de átomos) para que ocurra y para capturar una gran cantidad de energía liberada.
3
Descubre las tecnologías que son posibles por E=mc². E=mc² ha permitido la creación de muchas nuevas y emocionantes tecnologías, algunas de las cuales, no podemos imaginar nuestra vida sin ellas:^[11]
- Los escáneres para TEP utilizan la radioactividad para ver dentro del cuerpo.
- La ecuación que se necesita para desarrollar telecomunicaciones con satélites y exploradores.
- La datación por radiocarbono utiliza la desintegración radioactiva basada en la ecuación para determinar la edad de objetos antiguos.
- La energía nuclear provee fuentes de energía mucho más limpias y eficientes para nuestra sociedad.
Anuncio