Conservazione dell’Energia… Rivisitata E = mc 2 ?? Una papera pensante??

Presentazione sul tema: "Conservazione dell’Energia… Rivisitata E = mc 2 ?? Una papera pensante??"— Transcript della presentazione:

1 Conservazione dell’Energia… Rivisitata E = mc 2 ?? Una papera pensante??

2 Sono un’oca! Conservazione dell’Energia… Rivisitata Una papera pensante??

3 E = mc 2 OK, testa d’uovo. Allora cosa c’è da dire su questo? OK, testa d’uovo. Allora cosa c’è da dire su questo?

4 Questa equazione mostra semplicemente come sono correlate materia ed energia.

5 Mettiamola in modo che una papera possa capire…

6 Oca!

7 Diciamo che hai 100 Euro e che vuoi convertirli in Dollari… Che DEVI fare?

8 Friendly Neighborhood European Bank Ti calcoleranno, usando il corrente TASSO DI CAMBIO, quanti Dollari puoi avere per 100 Euro. (ignoriamo l’inevitabile commissione bancaria) Bene, potresti andare in banca.

9 $ 150 100 EURO ?? DOLLARI= € 100 In base al tasso di cambio da Euro in Dollari, ottieni 1.5 Dollari per 1 Euro. Così €100 ti danno $150. TASSO DI CAMBIO

10 Così, nella trasformazione di Euro in Dollari, l’ammontare dei dollari ($) si ottiene moltiplicando l’ammontare di Euro (€) per il tasso di cambio (x). Possiamo esprimerlo con una formula: $ = € x dove x = 1.5 dollari/ euro

11 Ora, diciamo che hai della Materia con una massa di 100 kilogrammi (kg) che vuoi convertire in Energia, che misureremo in joule (J)… Cosa DEVI fare?

12 La Natura calcolerà, usando il suo TASSO DI CAMBIO, quanti joule di Energia (E) puoi ottenere per una massa (m) di 100 kg. (di nuovo, assumeremo che non ci siano commissioni bancarie) Universal Bank of the Universe (Local Group Affiliate) Bene, per prima cosa dobbiamo andare in una banca diversa.

13 E 9 000 000 000 000 000 000 J TASSO DI CAMBIO m m 100 kg 100 kilogrammi ?? joule= m m E In base al tasso di cambio da massa in energia, tu avrai 90 000 000 000 000 000 J di energia (E) per 1 kg di massa (m). Così 100 kg ti danno 9 000 000 000 000 000 000 J !

14 Così, nella trasformazione di massa in energia, l’ammontare di energia (E) si ottiene moltiplicando l’ammontare della massa (m) per il tasso di cambio. Ma, a differenza della prima banca, il tasso di cambio della Natura è fisso, e vale 90 000 000 000 000 000 joule per kilogrammo. Non è un valore arbitrario. E’ il quadrato della velocità della luce.

15 Così, nella trasformazione di massa in energia, l’ammontare di energia (E) si ottiene moltiplicando l’ammontare della massa (m) per il tasso di cambio. Ma, a differenza della prima banca, il tasso di cambio della Natura è fisso, e vale 90 000 000 000 000 000 joule per kilogrammo. Non è un valore arbitrario. E’ il quadrato della velocità della luce. La velocità della luce è una costante universale indicata dal simbolo ‘c’. Il valore di c è 300 000 000 m/s, così c × c = c 2 =90 000 000 000 000 000 m 2 /s 2 (Dovresti convincerti che m 2 /s 2 e J/kg sono unità equivalenti. Guarda “Unità” nei Materiali di Background.)

16 Così, nella trasformazione di massa in energia, l’ammontare di energia (E) si ottiene moltiplicando l’ammontare della massa (m) per il tasso di cambio. Ma, a differenza della prima banca, il tasso di cambio della Natura è fisso, e vale 90 000 000 000 000 000 joule per kilogrammo. Non è un valore arbitrario. E’ il quadrato della velocità della luce. La velocità della luce è una costante universale indicata dal simbolo ‘c’. Il valore di c è 300 000 000 m/s, così c × c = c 2 =90 000 000 000 000 000 m 2 /s 2 (Dovresti convincerti che m 2 /s 2 e J/kg sono unità equivalenti. Guarda “Unità” nei Materiali di Background.) Esprimiamo tutto questo con la formula: E = mc 2

17 Così, capisci, mio pennuto amico…

18 … alla banca posso trasformare una VALUTA in un’altra. … alla banca posso trasformare una VALUTA in un’altra.

19 Entrambe sono denaro, ma in forme diverse.

20 Anche materia ed energia sono semplicemente forme diverse della stessa cosa …

21 Preferico chiamarla MASSA-ENERGIA. Preferico chiamarla MASSA-ENERGIA.

22 L’una può essere trasformata nell’altra.

23 Nella trasformazione di massa in energia…

24 Chiuderà mai il becco questo tizio? …il TASSO DI CAMBIO è il quadrato della velocità della luce: c 2 …il TASSO DI CAMBIO è il quadrato della velocità della luce: c 2

25 E poichè c ha un valore MOLTO grande e lo eleviamo al quadrato… Chiuderà mai il becco questo tizio?

26 OK, grazie OK, grazie …otteniamo una enorme quantità di energia…

27 …per una piccola quantità di materia. OK, grazie OK, grazie

28 Oh, mi sono appena ricordata che ho un appuntamento… Ora, la trasformazione di energia in massa,

29 …sai, può anche accadere! Oh, mi sono appena ricordata che ho un appuntamento…

30 sigh L’energia si può trasformare in massa!

31 100 DOLLARI?? EURO= $ − Ricordando che $ = €x, allora risolvendo si ha x €= Diciamo ora che hai 100 Dollari e che vuoi convertirli in Euro…

32 $ 100 € 66.67 = Otterrai 100 ÷ 1.5 = € 66.67

33 E m c2c2 − = 100 J E = 0.0000000000000011 kg Così, per esempio… Analogamente, per convertire energia in massa riprendiamo E = mc 2 e otteniamo

34 E allora…?

35 E’ tutto.

36 Vuoi vedere la mia smorfia?

37 COME EINSTEIN DISSE EFFETTIVAMENTE… “Seguiva dalla teoria della relatività speciale che massa ed energia sono solo differenti manifestazioni della stessa cosa – una concezione in qualche modo insolita per la mente media. Inoltre, l’equazione E = mc 2, in cui l’energia è posta uguale alla massa, moltiplicata per il quadrato della velocità della luce, mostrava che piccolissime quantità di massa possono essere convertite in grandissime quantità di energia e viceversa. La masse e l’energia erano infatti equivalenti, in base alla formula sopra menzionata."

38 E infine, una parola sulle commissioni bancarie: Se volessimo utilizzare la grandisssima quantità di energia che si può ottenere da una piccolissima massa, potremmo ottenerla da una reazione nucleare. Ma ci sarà una commissione su questo scambio — ed è enorme: Per esempio, solo una minuscola frazione della massa di uranio fissionabile è convertita in energia. Il resto serve per costruire elementi più leggeri. Questa è la tassa. Invece, quando materia e antimateria si annichilano, la conversione da massa in energia è totale. Non c’è commissione in questa particolare trasformazione di massa in energia. Universal Bank of the Universe (Local Group Affiliate)