KESETARAAN MASSA dan ENERGI

Definisi KESETARAAN MASSA dan ENERGI, Pengertian KESETARAAN MASSA dan ENERGI, asal mula KESETARAAN MASSA dan ENERGI

3-meter-tall sculpture of Einstein 's 1905 E = mc ² formula at the 2006 Walk of Ideas , Berlin , Germany -Meter-tinggi patung 3 dari Einstein 's 1905 E = mc ² rumus di 2006 Walk of Ideas , Berlin , Jerman

In physics , mass–energy equivalence is the concept that the mass of a body is a measure of its energy content.            Dalam fisika , massa-energi kesetaraan adalah konsep bahwa massa suatu benda adalah ukuran dari perusahaan energi konten. In this concept the total internal energy E of a body at rest is equal to the product of its rest mass m and a suitable conversion factor to transform from units of mass to units of energy . Dalam konsep ini energi internal total E dari sebuah tubuh pada istirahat adalah sama dengan produk dari perusahaan massa diam m dan cocok faktor konversi untuk mengubah dari unit massa untuk unit energi . If the body is not stationary relative to the observer then account must be made for relativistic effects where m is given by the relativistic mass and E the relativistic energy of the body. Albert Einstein proposed mass–energy equivalence in 1905 in one of his Annus Mirabilis papers entitled "Does the inertia of a body depend upon its energy-content?" ^{[ 1 ]} The equivalence is described by the famous equation Jika tubuh tidak relatif stasioner untuk pengamat maka account harus dibuat untuk relativistik efek di mana mdiberikan oleh massa relativistik dan E energi relativistik tubuh. Albert Einstein diusulkan kesetaraan massa-energi pada tahun 1905 dalam salah satu Annus Mirabilis makalahberjudul "Apakah inersia tubuh tergantung pada konten-energi?" The kesetaraan digambarkan oleh persamaan terkenal 

where Eis energy, m is mass, and c is the speed of light in a vacuum.di mana E adalah energi, madalah massa, dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa. The formula is dimensionally consistent and does not depend on any specific system of measurement units .Rumusnya adalah dimensi konsisten dan tidak tergantung pada setiap spesifik sistem satuan pengukuran . For example, in many systems of natural units , the speed (scalar) of light is set equal to 1 ('distance'/'time'), and the formula becomes the identity E = m'('distance' ² /'time' ² )'; hence the term "mass–energy equivalence". ^{[ 2 ]} Misalnya, dalam banyak sistem unit alami , kecepatan (skalar) cahaya diatur sama dengan 1 ('jarak jauh' / 'waktu'), dan formula menjadi identitas E = m '(' jarak ^'2 /' waktu ^'2)';istilah. "kesetaraan massa-energi" maka

The equation E= mc ² indicates that energy always exhibits mass in whatever form the energy takes. ^{[ 3 ]} Mass–energy equivalence also means that mass conservation becomes a restatement, or requirement, of the law of energy conservation, which is the first law of thermodynamics .            Persamaan E = mc ² menunjukkan energi yang selalu massa pameran dalam bentuk apapun energi yang diperlukan.  Massa-energi kesetaraan juga berarti bahwa konservasi massa menjadi penyajian kembali, atau persyaratan, dari hukum kekekalan energi, yang merupakan hukum pertama termodinamika. Mass–energy equivalence does not imply that mass may be "converted" to energy, and indeed implies the opposite. Kesetaraan massa-energi tidak berarti massa yang dapat "diubah" menjadi energi, dan memang menyiratkan sebaliknya. Modern theory holds that neither mass nor energy may be destroyed, but only moved from one location to another.Teori modern menyatakan bahwa baik massa maupun energi dapat dihancurkan, tetapi hanya pindah dari satu lokasi ke lokasi lain. Mass and energy are both conserved separately in special relativity, and neither may be created or destroyed. Massa dan energi keduanya dilestarikan secara terpisah dalam relativitas khusus, dan tidak dapat dibuat atau dihancurkan. In physics, mass must be differentiated from matter , a more poorly defined idea in the physical sciences.Dalam fisika, massa harus dibedakan dari materi , sebuah ide yang lebih kurang jelas dalam ilmu fisika. Matter, when seen as certain types of particles, canbe created and destroyed (as in particle annihilation or creation), but the precursors and products of such reactions retain both the original mass and energy, each of which remains unchanged (conserved) throughout the process. Matter, ketika dilihat sebagai jenis tertentu partikel, dapatdiciptakan dan dihancurkan (seperti dalam partikel pemusnahan atau penciptaan), tetapi prekursor dan produk reaksi tersebut, simpan baik massa asli dan energi, yang masing-masing tetap tidak berubah (kekal) seluruh proses. Letting the m in E = mc ² stand for a quantity of "matter" (rather than mass) may lead to incorrect results, depending on which of several varying definitions of "matter" are chosen. Membiarkan m E ²= berdiri mc untuk kuantitas "materi" (bukan massa) dapat mengakibatkan hasil yang salah, tergantung pada berbagai definisi beberapa "materi" dipilih. E = mc² has sometimes been used as an explanation for the origin of energy in nuclear processes, but mass–energy equivalence does not explain the origin of such energieE = mc ² kadang-kadang digunakan sebagai penjelasan atas asal usul energi dalam proses nuklir, tetapi kesetaraan massa-energi tidak menjelaskan asal-usul energi tersebut. Instead, this relationship merely indicates that the large amounts of energy released in such reactions may exhibit enough mass that the mass-loss may be measured, when the released energy (and its mass) have been removed from the system. Sebaliknya, hubungan ini hanya menunjukkan bahwa sejumlah besar energi yang dilepaskan dalam reaksi tersebut dapat menunjukkan massa yang cukup bahwa massa-rugi dapat diukur, ketika energi yang dilepaskan (dan massa) telah dihapus dari sistem.

Einstein was not the first to propose a mass–energy relationship (see the History section).            Einstein bukan orang pertama yang mengusulkan hubungan massa-energi (lihat Sejarah bagian). However, Einstein was the first scientist to propose the E = mc ² formula and the first to interpret mass–energy equivalence as a fundamental principle that follows from the relativistic symmetries of space and time . Namun, Einstein adalah ilmuwan pertama yang mengusulkan E= mc ² formula dan yang pertama untuk menafsirkan massa-energi kesetaraan sebagai prinsip mendasar bahwa berikut dari simetri relativistik dari ruang dan waktu

           Konsep kesetaraan massa-energi menghubungkan konsep kekekalan massa dan kekekalan energi , yang terus memegang secara terpisah.

memungkinkan partikel yang memiliki massa diam untuk dikonversi menjadi bentuk lain dari massa yang memerlukan gerak, seperti energi kinetik , panas, atau cahaya. However, the mass remains. Namun, massa tetap.  

 Massa relativistik didefinisikan sebagai rasio momentum dari suatu obyek untuk kecepatannya. massa relativistik tergantung pada gerak objek.  

Jika objek bergerak perlahan, massa relativistik hampir sama dengan massa diam dan keduanya hampir sama dengan massa Newtonian biasa.

Jika objek bergerak cepat, massa relativistik lebih besar dari massa lain dengan jumlah yang sama dengan massa yang terkait dengan energi kinetik objek.

Sebagai objek mendekati kecepatan cahaya, massa relativistik tumbuh jauh, karena energi kinetik tumbuh jauh dan energi ini dikaitkan dengan massa.

Relativistik adalah massa selalu sama dengan total (energi sisa energi ditambah kinetik) energi dibagi dengan c ^2. Karena massa relativistik adalah persis sebanding dengan energi, massa 

relativistik dan energi relativistik hampir sinonim, satu-satunya perbedaan antara mereka adalah unit . 

Jika panjang dan waktu yang diukur dalam unit alami , kecepatan cahaya adalah sama dengan 1, dan bahkan perbedaan ini hilang. Then mass and energy have the same units and are always equal, so it is redundant to speak about relativistic mass, because it is just another name for the energy. Kemudian massa dan energi yang memiliki satuan yang sama dan selalu sama, sehingga berlebihan untuk berbicara tentang massa relativistik, karena itu hanya nama lain untuk energi. This is why physicists usually reserve the useful short word "mass" to mean rest-mass. Inilah sebabnya mengapa ahli fisika biasanya cadangan kata "massa" berguna pendek berarti istirahat-massa.

         Untuk hal-hal yang terdiri dari banyak bagian, seperti inti atom , planet , atau bintang , massa relativistik adalah jumlah massa relativitas (atau energi) dari bagian, karena energi yang aditif dalam sistem tertutup. Ini tidak benar dalam sistem yang terbuka, namun jika energi dikurangi.  Sebagai contoh, jika sistem terikat oleh pasukan menarik dan pekerjaan yang mereka lakukan dalam daya tarik akan dihapus dari sistem, massa akan hilang. pekerjaan seperti ini merupakan bentuk energi yang sendiri memiliki massa, sehingga massa akan dihapus dari sistem, seperti yang terikat. Sebagai contoh, massa dari inti atom kurang dari massa total proton dan neutron yang membuat itu, tapi ini hanya benar setelah energi (kerja) dari mengikat telah dihapus dalam bentuk sinar gamma (yang dalam sistem ini, membawa pergi massa mengikat). Penurunan massa juga setara dengan energi yang dibutuhkan untuk memecah inti menjadi proton individu dan neutron (dalam pekerjaan, kasus dan massa akan perlu diberikan).  Demikian pula, massa dari tata surya sedikit kurang dari massa matahari dan planet-planet secara individual.

Massa relativistik dari objek bergerak lebih besar daripada massa relativistik dari sebuah objek yang tidak bergerak, karena benda yang bergerak memiliki energi kinetik tambahaninertial frames . Massa sisa obyek didefinisikan sebagai massa suatu objek ketika sedang beristirahat, sehingga massa diam selalu sama, tergantung pada gerak pengamat: itu adalah sama pada semua frame inertial .

Untuk sistem partikel pergi ke arah yang berbeda, massa invarian dari sistem ini adalah analog massa istirahat, dan adalah sama untuk semua pengamat.  Hal ini didefinisikan sebagai energi total (dibagi c ²⁾di tengah frame massa (dimana oleh definisi, total momentum sistem adalah nol). A simple example of an object with moving parts but zero total momentum, is a container of gas.Sebuah contoh sederhana dari suatu obyek dengan bagian yang bergerak tapi nol momentum total, adalah suatu wadah gas.  

Dalam hal ini, massa wadah diberikan oleh energi total (termasuk energi kinetik dari molekul gas), karena energi total sistem dan massa invarian adalah sama dalam kerangka acuan mana momentum adalah nol, dan referensi ini frame juga frame-satunya di mana obyek dapat ditimbang.

[ edit ] Applicability of the strict mass–energy equivalence formula, E = mc ² Seperti disebutkan di atas, dua definisi yang berbeda massa telah digunakan dalam relativitas khusus, dan juga dua definisi energi yang berbeda.  

Persamaan sederhana E = mc ² umumnya tidak berlaku untuk semua jenis massa dan energi, kecuali dalam kasus khusus bahwa momentum adalah nol untuk sistem yang dipertimbangkan.

Dalam kasus seperti itu, yang selalu dijamin ketika mengamati sistem dari pusat bingkai massa, E = mc ² itu benar untuk setiap jenis massa dan energi yang dipilih.  

Jadi, misalnya, di pusat massa frame energi total dari suatu obyek atau sistem sama dengan waktu istirahat massanya c², sebuah kesetaraan berguna. Hal ini tidak benar dalam bingkai referensi lain di mana sistem atau total energi's objek akan tergantung pada kedua massa) nya sisanya (atau invariant, dan juga momentum total.

            Dalam frame rujukan inersia selain istirahat atau frame tengah frame massa, persamaan E = mc ² tetap benar jika energi adalah energi relativistik dan massa massa relativistik. It is also correct if the energy is the rest or invariant energy (also the minimum energy), and the mass is the rest or invariant mass. Hal ini juga benar jika energi adalah sisa atau energi invarian (juga energi minimum), danmassa adalah sisa atau massa invarian.

            Namun, sambungan atau relativitas energi total (E _r)dengan atau invarian massa diam (m ₀₎membutuhkan pertimbangan dari jumlah momentum sistem, dalam sistem dan frame referensi di mana momentum memiliki nilai bukan nol.  
Rumus kemudian diminta untuk menghubungkan berbagai jenis massa dan energi, adalah versi diperpanjang's persamaan Einstein, yang disebut hubungan energi-momentum relativistik :
 

Atau

 

Di sini (pc) ² istilah merupakan kuadrat dari norma Euclidean (panjang vektor total) dari vektor berbagai momentum dalam sistem, yang mengurangi dengan kuadrat besar momentum sederhana, jika hanya satu partikel dianggap. Untuk foton dimana m ₀ = 0,persamaan tereduksi menjadi _r E = pc.

[ edit ] Meanings of the strict mass–energy equivalence formula, E = mc ²Makna dari kesetaraan massa-energi rumus yang ketat, E = mc ²