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martes, 1 de julio de 2014

$E=mc^2$

Todo empezó hace 100 años, cuando Albert Einstein se topó con la ecuación más conocida de todas: 


Pero...esta ecuación no es ni la original ni está del todo completa...la ecuación original es la siguiente:


E es la energía, m la masa, c la velocidad de la luz en el vacío y p el momento lineal (masa por velocidad en el caso de partículas masivas, y constante de Planck entre longitud de onda en el caso de fotones). Por eso, la energía de una partícula que no se mueve (velocidad 0 y p=0), puede expresarse mediante la conocida fórmula:



En cambio, si una partícula no tiene masa (como en el caso de un fotón), su energía puede expresarse así: ¿no os recuerda algo a la Ley de Planck? ;)


A partir de la formulación original de la ecuación de Einstein podemos deducir tanto la energía de un cuerpo en reposo (E=mc2) como la energía de una partícula sin masa (E=hv).

Repasemos la forma que tiene la ecuación original...


¿No os recuerda al Teorema de Pitágoras?


¿Qué pasa si la velocidad tiende a cero?


¿Y si la masa tiende a 0?


De este modo, podemos calcular la energía de cuerpos estáticos con E=mc2, y la energía de fotones con E=hv. 

Si vamos más allá, vemos que una partícula con masa no puede alcanzar nunca la velocidad de la luz. ¿Por qué? Porque si tiene masa, existe un cateto del triángulo de arriba que es mc2, entonces E no puede ser igual del todo a pc. Del mismo modo, una partícula sin masa no puede moverse a una velocidad que no sea la de la luz.

En el siguiente vídeo se ilustra muy bien el contenido de esta entrada: Clic aquí desde móvil


Si queréis conocer la deducción de la fórmula E=mc2, clic aquí. Es necesario cierto conocimiento sobre física y cálculo diferencial...

Un saludo a todos,
hasta la próxima.


15 comentarios:

  1. Gracias. Me sirvió mucho el desarrollo de la explicación.

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  2. Muy buena explicación.
    Me sirvió de mucho, gracias =D

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  3. Muchas gracias, ya me quedo muy claro

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  5. Y que pasa si un electron es una onda de luz, esto no contradice la teoria relativista, ademas la luz, disminuye su velocidad cuando pasa de un medio de menor densidad a otro de mayor densidad amentando su longitud de onda pero su frecuencia no se vera afectada

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  12. Y que pasa con el radio de un circinferencia [E^2=(m*c)^2*(pc)^2]=r^2=x^2*y^2 donde pc es la longitud de onda coptom que es la energia de un fotòn equivalente a la masa de una particula, no podemos representar la grafica de una circunferencia en una unica funciòn,
    Pero si, la podemos representar en dos semicurferencias para ello solo ahi que aislar y f(x), y=√(x^2+r^2)
    g(x), y=-√(x^2+r^2)
    No os recuerda a algo esto, pues tiene que ver con la energia en reposo de una particula
    m0c^2 y la energia en reposo de un fotón que viaja a la velocidad de c en el vacio, cuando el seno vale 1=0+pc y cuando el coseno vale 1= m0*c^2+0. Donde m0 es su masa en reposo y lo mismo para las energias negativas y para los valores intermedios beta*mc^2+alfa*pc que serian el seno y el coseno del angulo de la cirferencia.
    R=√(x^2+y^2)=beta*x+alfa*y
    Sen^2+cos^2=1=beta^2+alfa^2
    Y para una particula en movimiento.
    m*c^2=√(m0^2*c^4+p^2c^2)==> la forma extendida resuelve la indeterminaciòn de la energia de un fotòn pues si recurre a esta ecuaciòn mc^2 para calcular la energia de un fotòn de masa=0 y velocidad igual a v=c con esta ecuaciòn m*c^2 nos daria un valor indeterminado 0/0 esta ecuaciòn no nos sirve.
    por lo que se rrecurre a su forma extendida √(0+p^2c^2) para calcular su energia.
    m*c^2=m0c^2+pc=m0c^2+(m*v)*c donde m es su masa inercial, que es la masa entre el factor de lorent.
    La forma extendida, resuelve tanto la indeterminaciòn de una particula sin masa (fotòn) como la energia de una particula en movimiento.
    m0*c^2/(1-v^2/c^2)^1/2=m*c^2=m0*c^2+pc=
    √(mc^2)+(pc)^2
    m=m0*c^2/(1-v^2/c^2)^1/2; masa inercial
    m0= masa en reposo

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