9. VZTAH MEZI ENERGIÍ A HMOTNOSTÍ

Prezentace na téma: "9. VZTAH MEZI ENERGIÍ A HMOTNOSTÍ"— Transkript prezentace:

1 9. VZTAH MEZI ENERGIÍ A HMOTNOSTÍ
FYZIKA PRO IV. ROČNÍK GYMNÁZIA SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY 9. VZTAH MEZI ENERGIÍ A HMOTNOSTÍ Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. III/ Tento digitální učební materiál (DUM) vznikl na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/ s názvem „Výuka na gymnáziu podporovaná ICT“. Zpracováno 21. ledna 2013 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 9. VZTAH MEZI ENERGIÍ A HMOTNOSTÍ
Klasická mechanika nemá žádný obecný vztah mezi energií a hmotností. Energie tělesa se může měnit mezi energii kinetickou, potenciální, vnitřní; platí zákon zachování energie, ale hmotnost tělesa je stálá. Albert Einstein dokázal, že při každé změně celkové energie soustavy se mění také její hmotnost.  Tento vztah je nejvýznamnější výsledek STR.

3 Vzhledem k velké rychlosti světla odpovídá velké změně energie jen malá změna hmotnosti.  
Využití při jaderných reakcích v reaktorech elektráren při vývoji atomových a termonukleárních bomb (při jejich testech i experimentálně ověřen) v astrofyzice (původ sluneční energie, energie hvězd)

4 Celková energie E soustavy se rovná součtu
klidové energie E0 = m0 .c2 kinetické energie Ek   Zákon zachování energie: Celková energie izolované soustavy zůstává při všech dějích probíhajících uvnitř soustavy konstantní.

5 Př.: Vypočtěte, při jaké rychlosti bude mít těleso desetkrát větší hmotnost než v klidu.
Př.: V urychlovači získal elektron rychlost v = 0, c. Vypočtěte jeho relativistickou hmotnost a porovnejte ji s klidovou  hmotností protonu mp = 1, kg. Klidová  hmotnost elektronu m0 = 9,  kg. 7.15 Částice o klidové hmotnosti m0 se pohybuje rychlostí v = 0,6c. Vypočtěte hmotnost, hybnost, celkovou energii a kinetickou energii částice.

6 Př.: Určete přírůstek hmotnosti 1 l vody při ohřátí z 0 OC na 100 OC .
7.12 Vypočtěte klidovou energii elektronu. Vyjádřete ji také v elektronvoltech. 7.16. Jak velkou rychlostí se pohybuje částice, je-li její kinetická energie rovna její klidové energii?

7 Př.: Určete periodu a frekvenci světelných hodin o délce l0 = 5 cm: a) v jejich klidové inerciální soustavě K ´ b) v inerciální vztažné soustavě K, vzhledem k níž se hodiny pohybují rychlostí 0,7c. Př.: Částice o klidové hmotnosti m0 se pohybuje rychlostí 0,9c. Jaká je relativistická hmotnost a hybnost částice, celkovou energii a kinetickou energii částice.

8 Použitá literatura Literatura:
BARTUŠKA, K.: Fyzika pro gymnázia – Speciální teorie relativity. Prometheus, Praha ISBN LEPIL, O. a kol.,: Fyzika – sbírka úloh pro střední školy. Prometheus, Praha 2010 ISBN TARÁBEK, P., ČERVINKOVÁ, P.: Odmaturuj z fyziky. Didaktis, Brno 2004 ISBN