Vztah mezi energií a hmotností
Klasická dynamika říká: mezi energií tělesa E a jeho setrvačnou hmotností m 0 není žádný obecně platný vztah těleso může mít různou kinetickou energii, potenciální energii nebo vnitřní energii a přitom jeho setrvačná hmotnost zůstává stálá
Relativistická dynamika říká: změna energie tělesa souvisí se změnou jeho hmotnosti když těleso o hmotnosti m 0 uvedeme z klidu do pohybu rychlostí v, zvětší se jeho kinetická energie o ΔE k relativistická hmotnost závisí také na rychlosti, proto se současně zvětší i hmotnost tělesa o Δm=m-m 0.
Einsteinův důkaz: Při každé změně celkové energie soustavy se mění také její hmotnost a platí vztah: ΔE = Δmc 2 ΔE → změna celkové E soustavy Δm → změna hmotnosti C → rychlost světla ve vakuu Tento vztah platí nezávisle na tom, jakým způsobem se mění energie tělesa.
Einsteinův vztah mezi hmotností a energií: Mezi celkovou energií soustavy E a hmotností soustavy m platí vztah : E = mc 2 patří mezi nejvýznamnější výsledky speciální teorie relativity energie a hmotnost si jsou navzájem úměrné
Ověřování vztahu: vzhledem k velké hodnotě rychlosti světla odpovídá ΔE makroskopického tělesa malá Δm v klasické fyzice lze proto považovat hmotnost těles za konstantní a nezávislou na energii
vztah byl bezpečně ověřen v celé řadě experimentů z oblasti jaderné fyziky, kde je úspěšně využíván na jeho principu je založena činnost jaderného reaktoru a jaderné bomby má velký význam i v astrofyzice (původ sluneční energie, energie hvězd apod.)
Klidová energie E 0 – takovou energii má těleso, které je vzhledem k vztažné soustavě v klidu (v=0) mezi klidovou hmotností a klidovou energií platí vztah: E 0 = m 0 c 2
Celková energie je rovna součtu klidové energie E 0 a kinetické energie E k : E = E 0 +E k Pro celkovou energii soustavy platí zákon zachování energie: Celková energie izolované soustavy zůstává při všech dějích probíhajících uvnitř soustavy konstantní.