Калькулятор E=mc²

Переводите массу в энергию или энергию в эквивалентную массу по принципу Эйнштейна с точным значением скорости света.

Эквивалентность массы и энергии
Выберите направление, введите неотрицательное значение в СИ и выполните расчёт с точной скоростью света в вакууме.

Об эквивалентности массы и энергии

Уравнение Эйнштейна E = mc² выражает эквивалентность массы и энергии. Энергия покоя тела равна его массе, умноженной на квадрат скорости света. Скорость света составляет примерно триста миллионов метров в секунду, и её квадрат даёт огромный коэффициент пересчёта. Поэтому даже небольшой массе соответствует очень большая энергия покоя. Калькулятор использует точно определённую скорость света в вакууме: 299,792,458 метров в секунду. В режиме перевода массы в энергию он умножает килограммы на c² и выводит джоули. В обратном режиме преобразует уравнение в m = E/c² и переводит джоули в килограммы. Научная запись делает очень большие и очень малые результаты удобными для чтения, сохраняя их порядок величины. Вычисляется полная энергия покоя, а не обязательно энергия, доступная в обычном процессе. Химические реакции преобразуют лишь ничтожную разницу масс. Деление и синтез ядер связаны с большим дефектом массы, но тоже превращают лишь часть полной массы покоя вещества. Полное превращение связано с процессами вроде аннигиляции вещества и антивещества. Ввод одного килограмма даёт около 8.99 × 10^16 джоулей, но это не означает существования практического способа извлечь всю эту энергию. В теории относительности сохранение массы и сохранение энергии объединяются в один принцип. Система может увеличивать массу при получении энергии и уменьшать её при отдаче. Нагрев тела, сжатие пружины или зарядка аккумулятора увеличивают массу системы на чрезвычайно малую величину. И наоборот, энергия, излучаемая звездой, соответствует уменьшению её массы. Используйте единицы СИ напрямую: килограммы для массы и джоули для энергии. Если исходная масса дана в граммах, перед вводом разделите её на тысячу. Если энергия задана в киловатт-часах, умножьте на 3.6 миллиона для получения джоулей. Результат подходит для учебных сравнений и идеального пересчёта массы и энергии. Подробные расчёты в ядерной физике или физике частиц могут также требовать энергии связи, кинетической энергии, импульса и законов сохранения за пределами простой формулы энергии покоя.

Примеры расчёта E=mc²

ВводЭквивалентное значениеПояснение
Масса 1 kg8.987552e16 JПолная энергия покоя одного килограмма показывает огромный коэффициент пересчёта c в квадрате.
Масса 0.001 kg8.987552e13 JДаже одному грамму соответствует почти девяносто триллионов джоулей энергии покоя.
8.987552e16 J1 kgДеление энергии на квадрат c возвращает эквивалентную массу.

Как пользоваться калькулятором E=mc²

  1. Выберите «Из массы в энергию» или «Из энергии в массу».
  2. Введите массу в килограммах или энергию в джоулях согласно выбранному режиму.
  3. Нажмите «Рассчитать E=mc²», чтобы применить точную константу скорости света.
  4. Прочитайте результат в научной записи и убедитесь, что показанная единица соответствует вашей цели.

Вопросы о E=mc²

Что означает c в квадрате?

Это скорость света в вакууме, умноженная на саму себя. Её огромное значение объясняет, почему малым массам соответствуют большие энергии покоя.

Можно ли всю массу превратить в полезную энергию?

Не в обычных химических или ядерных процессах. Они преобразуют только разницу масс; полное превращение требует особых взаимодействий частиц.

Почему используются килограммы и джоули?

Это согласованные единицы СИ для данного уравнения. Если использовать граммы без перевода, ответ будет завышен в тысячу раз.

Применяется ли E=mc² только в ядерной физике?

Нет. Эквивалентность массы и энергии действует для любой физической системы, хотя её эффекты проще наблюдать в ядерных процессах и взаимодействиях частиц.

Это полное релятивистское уравнение энергии?

Это случай энергии покоя объекта с нулевым импульсом. Для движущихся частиц нужна более общая связь энергии и импульса.