Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
Visar 1 till 6 av 6.
2007-09-19, 12:40
Jag satt och funderade lite på E=mc^2, men jag kan inte komma på hur den härleds. Eller är den resultatet av mätningar enbart? Nån som kan berätta eller bifoga en länk?
2007-09-19, 17:43
Om vi använder Einsteins eget argument som han presenterade 1905 i artikeln "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energiegehalt abhängig?" (Beror kroppars tröghet på deras energiinnehåll) i tidskriften Annalen der Physik så har vi nedanstående.

Antag att vi har ett koordinatsystem (x,y,z) där en ljusstråle med energi E färdas med vinkel φ mot x-axeln. Inför nu ett nytt koordinatsystem (x',y',z') som färdas med hastigheten v längs x-axeln. Energin E' som mäts i detta system förhåller sig till energin som mäts i det andra systemet som
E' = E*(1-cos(φ)*v/c)/√(1-v²/c²).
Detta resultat visade Einstein i sin tidigare artikel 'Zur Elektrodynamik bewegter Körper' (Angående elektrodynamiken hos kroppar i rörelse) som lade grunden till speciella relativitetsteorin m h a Lorentztransformationen.

Tänk dig nu en kropp i vila med energin E0 i systemet (x,y,z) som sänder ut en stråle med riktning φ mot x-axeln med energi L / 2 och en stråle i motsatt riktning. Energin hos kroppen efter den sänt ut strålarna betecknas E1. Eftersom energin måste bevaras har vi
E0 = E1 + L/2 +L/2 = E1 + L.
Eftersom alla icke-accelererande referensystem är lika giltiga måste även energin bevaras i (x',y',z'):
E0' = E1' + (L/2)*(1-cos(φ)*v/c)/√(1-v²/c²) + (L/2)*(1+cos(φ)*v/c)/√(1-v²/c²) = E1' + L/√(1-v²/c²).
där vi använt att den andra strålningen färdas i riktning (φ+π) och cos(φ+π) = -cos(φ).

Genom att subtrahera dessa ekvationer fås
(E0'-E0) - (E1' - E1) = L(1/√(1-v²/c²)-1).
Eftersom E och E' är energin hos en kropp i två referenssystem som rör sig relativt med varandra och kroppen är i vila i det ena systemet, så måste skillnaden i energi helt enkelt vara skillnaden i kinetiska energi hos kroppen. Egentligen ska vi också lägga till en konstant C eftersom nollnivåerna för energierna kan välja godtyckligt, men den tas ut i subtraktionen. Ekvationen ovan kan alltså skrivas
K0 - K1 = L(1/√(1-v²/c²)-1).
Om man nu antar att v är liten i förhållande till c så har vi
K0 - K1 = ½(L/c²)v² [jmfr med ½mv²]
Eftersom speciell relativitetsteori måste vara lika med Newtons mekanik i gränsen för små hastigheter ser man att då man skickar ut energin L från en kropp så minskar massan med L/c^2. Detta är sant för godtyckligt små v, så vi kan se referenssystemen som identiska och helt enkelt fastslå att det gäller för en kropp i vila. Sen spelar det ju ingen roll att energin L vi tar bort från kroppen är strålning eftersom relationen ovan visar att en massa m motsvaras av L/² och alltså
L = mc^2 eller E = mc² som vi brukar se den.
2007-09-23, 09:24
Citat:
Ursprungligen postat av HundKattRäv
Sitter ju här och väntar på att du skall rädda dagen.. :rolleyes:
Okej.

Man kan se att uttrycket K/√(1 - v²/c²) liknar uttrycket för "relativistisk massa", m/√(1 - v²/c²), och det är faktiskt vad det är.

När man spänner fjädern tillför man energi. Enligt E = mc² innebär detta att man tillför massa till fjädern. För att sedan sätta massa i rörelse måste man tillföra energi, rörelseenergi. Det är denna rörelseenergi hos fjäderenergin som vi sedan får ut som extra rörelseenergi hos kropparna.
2007-09-23, 13:15
Citat:
Ursprungligen postat av manne1973
Okej.

Man kan se att uttrycket K/√(1 - v²/c²) liknar uttrycket för "relativistisk massa", m/√(1 - v²/c²), och det är faktiskt vad det är.

När man spänner fjädern tillför man energi. Enligt E = mc² innebär detta att man tillför massa till fjädern. För att sedan sätta massa i rörelse måste man tillföra energi, rörelseenergi. Det är denna rörelseenergi hos fjäderenergin som vi sedan får ut som extra rörelseenergi hos kropparna.

Jag har inte hunnit kolla på beräkningarna du visade, men spontant så har jag en invändning/fråga. Om nu massan ökar när fjädern pressas ihop och det motsvarar en viss energimängd så borde väl den energin återgå från massa till "vanlig" energi när fjädern släpps lös. Dvs. energin borde bli lika. Man kan ju tycka att när man pressar ihop en fjäder så får den i huvudsak nån form av lägesenergi och ev. en massaökning. Summan av dessa borde bli samma när fjädern släpps lös. Det borde i alla fall finnas mindre lägesenergi som kan accelerera de tyngre vikterna. Äh, jag fattar inte riktigt det här.
2007-09-24, 12:37
Citat:
Ursprungligen postat av kalabaliken
Jag satt och funderade lite på E=mc^2, men jag kan inte komma på hur den härleds. Eller är den resultatet av mätningar enbart? Nån som kan berätta eller bifoga en länk?

Den närmaste länk jag hittat är denna PDF (se där sid.9).
http://home.cc.umanitoba.ca/~stinner...xperiments.pdf

Einstein skriver (1946) i sin bok Problem och perspektiv (sid.113):
Citat:
Följande hittills opublicerade härledning av ekvivalenslagen har två fördelar.

På sid.116 beskriver Einstein sitt tankeexperiment
Citat:
II. B:s massa efter absorptionen kunna vi kalla M'. Vi utgå härvid i förväg att massan ökas genom energiabsorption (detta är nödvändigt för att slutresultatet inte skall bli meningslöst).
Osv.

För att förtydliga citatet så menar Einstein "om vi utgå härvid i förväg ..."
Man kan kalla teorin för kontrafaktisk därför att det antas "att om... så".
Wikipedia förklarar:
Citat:
Kontrafaktisk, (Ungefär: som motsäger fakta) vetenskaplig benämning på det mera folkliga uttrycket "om inte om hade varit".

Det tricksas och luras mycket inom fysiken med abstrakta hypoteser och tankeexperiment och obegripliga irrelevanta formler för att bli publicerad och öka chansen att få forskningsanslag och därmed kunna gå vidare i karriären.

Läs denna (ungefär med einsteinteoriernas blomstringstid) samtida definitionen på taskspelare
http://runeberg.org/img/nfch/0270.pdf

Mitt exempel på verklighetsrelaterad fysik hittar Du på
http://www.theuniphysics.info
2007-09-24, 13:52
Och så har vi ju kärnvapen...

Förresten, hade det varit teoretiskt möjligt att utveckla kärnvapen utan att känna till E=mc^2? Typ att man snubblade över det under experiment med uran?