상대론적 운동 에너지 계산기

상대론적 운동 에너지는 물체의 속도가 충분히 높아 뉴턴 역학이 더 이상 정확하지 않을 때의 운동 에너지를 설명합니다. 일상적인 속도에서는 질량과 속도의 제곱을 곱한 값의 절반으로 잘 근사할 수 있습니다. 하지만 속도가 광속의 상당한 비율에 이르면 측정 에너지가 고전식의 예측보다 빠르게 증가합니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론이 이 차이를 보정합니다. 기본식은 감마에서 1을 뺀 값에 정지 질량과 광속의 제곱을 곱한 것이 운동 에너지라는 것입니다. 감마는 로런츠 인자로, 1을 '1에서 속도 제곱을 광속 제곱으로 나눈 값을 뺀 것'의 제곱근으로 나눈 값입니다. 이 계산기는 정확히 정의된 광속인 초당 299,792,458미터를 사용합니다. 속도는 광속에 대한 비율 또는 초당 미터로 입력할 수 있으며, 상대론적 에너지, 감마와 비교용 고전값을 표시합니다. 광속의 10분의 1에서는 감마가 1보다 약간 클 뿐이라 고전적 추정도 상당히 가깝습니다. 광속의 절반에서는 보정이 분명히 측정될 정도가 됩니다. 광속의 90%에서는 감마가 약 2.294이며, 고전식은 에너지를 크게 과소평가합니다. 속도가 광속에 가까워지면 감마의 분모가 0에 가까워지고 필요한 운동 에너지는 한없이 커집니다. 따라서 정지 질량이 0이 아닌 입자는 광속 이상으로 가속할 수 없습니다. 정지 질량은 입자 자신의 기준계에서 측정한 불변 질량을 뜻합니다. 과거의 상대론적 질량 개념으로 대체하지 마세요. 총에너지는 감마, 정지 질량, 광속 제곱의 곱이며, 정지 에너지는 정지 질량과 광속 제곱의 곱입니다. 전자에서 후자를 빼면 운동 에너지가 됩니다. 결과는 줄 단위이며, 개별 입자는 속도가 매우 커도 에너지값은 작을 수 있습니다. 입자 물리학에서는 전자볼트도 흔히 사용합니다. 입자 질량과 높은 속도에는 충분한 유효 숫자를 사용하세요. 광속 근처에서는 아주 작은 속도 변화가 감마를 크게 바꾸므로, 반올림된 속도 측정값이 불확도를 지배할 수 있습니다. 계산기는 광속 이상인 속도를 허용하지 않습니다. 학습, 가속기 추정과 천체물리 비교에 적합하지만, 정밀 연구에서는 측정 불확도를 전파하고 해당 분야에 맞는 단위와 수치 방법을 사용해야 합니다.