E=mc²: differenze tra le versioni

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== Significato dell'equazione ==

Fino allo sviluppo della relatività ristretta, si riteneva che massa ed energia fossero due [[Grandezza fisica|grandezze fisiche]] distinte. L'equivalenza fra massa ed energia della [[relatività ristretta]] sancisce invece che queste due grandezze sono strettamente legate da una costante universale, il quadrato della [[velocità della luce]] nel vuoto (c²). QuestaLa conseguenza di questa semplice formula è che qualsiasi corpo materiale o [[particella (fisica)|particella]] dotato di massa, anche a riposo, possiede un'energia proporzionale alla sua massa.

La formula E=mc² può essere interpretata in due modi, entrambi corretti, a seconda del significato che si dà ai termini di massa e energia.

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Poiché la massa relativistica dipende dalla velocità, non è possibile interpretarla semplicemente come una misura dell'[[inerzia]] del corpo, cioè come la costante di proporzionalità fra la [[forza]] impressa su di un corpo e la sua [[accelerazione]].<ref>Per questa ragione, la massa relativistica è oggi una grandezza poco usata, per cui si indica con ''m'' direttamente la [[massa invariante]]. Si veda a questo proposito {{cita pubblicazione|titolo=The concept of mass|autore=Lev B. Okun|url=http://www.hysafe.org/science/KareemChin/PhysicsToday_v42_p31to36.pdf|rivista= Physics Today|volume=42|pagina=31|lingua=en}}</ref> A velocità nulla tuttavia, la massa relativistica coincide con la massa a riposo.

La massa può essere assimilata a una forma di energia, poiché qualsiasi corpo materiale o [[particella (fisica)|particella]] massiva, anche a riposo, possiede un'energia. La conservazione dell'[[energia meccanica]] comprende ora, oltre all'[[energia cinetica]] e all'[[energia potenziale]], anche la massa quale ulteriore forma di energia. L'[[energia totale relativistica]] del corpo, data da ''E = mc²'', comprende sia l'[[energia cinetica]] K'' ''sia quella E₀ relativa alla massa a riposo, ''E₀ = m₀ c²''.

Per meglio chiarire come funziona l'equazione, si consideri il seguente esempio. Consideriamo l'[[uranio]]-238 che di per sé non è fissile e costituisce oltre il 99% dell'uranio che si trova in natura (solo lo 0,7% dell'uranio reperibile naturalmente è uranio-235, necessario per la fissione nucleare; per tale motivo l'uranio viene opportunamente arricchito). Tuttavia un nucleo di uranio-238 può decadere naturalmente formando un nucleo di torio-234 e un nucleo di elio-4. Sommando la massa dei due nuovi nuclei si rileva, però, che essa è minore del nucleo originario di uranio; in particolare risulta mancante una quantità di massa pari a {{m|7,6|k|g|e=−30}}, che non è sparita, ma si è trasformata in energia. L'equazione di Einstein consente di determinare quanta energia è stata liberata dalla scissione del nucleo di uranio: E = ({{m|7,6|k|g|e=−30}}) × ({{exp|9,0|16}}m²/s²) = {{exp|68,4|−14}}J = {{exp|6,84|−13}}J.