Que signifie E = mc² ?
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Questions possibles
Eléments de réponse
- Cette formule établit une équivalence entre la masse et l'énergie et réciproquement. Ainsi, toute masse peut se transformer en énergie, et toute énergie (thermique, électrique...) peut se transformer en masse. Même si cela est possible dans la théorie, l'application de cette formule est compliquée.
- La masse qui se transforme en énergie se comprend facilement, par contre l'inverse parait plus complexe:
- Exemple dans la vie courante : Dans la vie courante, on se retrouve sur quelques exemples qui y font appel. Nul ne s'étonne donc que l'essence d'une voiture se transforme en énergie motrice, ou que du bois se consume pour donner de la chaleur. Si on disposait d'une balance ultra précise, on constaterait que la masse des résidus (cendres, gaz carbonique,) n'égale pas la masse initiale de l'essence ou du bois : dans les deux cas, la masse manquante a été transformée en énergie (soit de mouvement, soit thermique).
La formule E = MC² généralise ce phénomène à toute la matière et à toutes les énergies de l'univers et sa réciproque est également possible : l'énergie peut se transformer en masse.
- Exemple en physique nucléaire ou des particules :La loi E = mc² signifie que l'énergie est équivalente à la masse. Une énergie peut se transformer en masse et réciproquement. Un exemple : à l'intérieur des collisionneurs de particules, on fait se percuter un électron et un positron (deux particules identiques mais avec une charge opposée) à des vitesses proches de celle de la lumière. Lorsqu'elles s’annihilent, un grand nombre de particules sont produites (c'est grâce à ce type de technique qu'on découvre de nouvelles particules). Lorsqu'on mesure la masse de toutes les particules produites, on se rend compte qu'elle est plus importante que la masse des deux particules de départ. Une seule solution, l'énergie cinétique (de mouvement) des deux particules s'est transformée en masse.
- Exemple au niveau de la formule: Cette formule met en scène, E l'énergie (que l'on exprime en joules), M la masse (que l'on exprime en kilogrammes) et c² le carré de la vitesse de la lumière (300 000², un nombre énorme !). La formule dit qu'une masse équivaut à une certaine énergie et une énergie équivaut à une masse, ainsi 1 kg de plomb, de plumes, d'essence équivaut à 90 millions de milliards de joules.
- Dans le monde de l'infiniment petit, la formule est sans cesse vérifiée : un grain de lumière peut donner naissance à des particules (masse) et des particules peuvent se désintégrer en lumière (énergie). Mais à notre échelle, transformer de la masse en énergie nucléaire nécessite des technologies très coûteuses.
- Exemple d'applications
Cette découverte a grandement aidée la science et la technique notamment dans la compréhension du fonctionnement des étoiles, dans l'utilisation de l'énergie nucléaire (électricité, médecine,...). C'est sur cette équation que se base le fonctionnement des énéergies nucléaires, technologie qui transforme précisément la masse de certains atomes en énergie. Cependant, celle-ci a également été utilisée à des fins militaires funeste (bombes nucléaires,..)
Concepts ou notions associés
Sur Quora (Questions / Réponses ) : Energie/ Masse / Vitesse de la lumière / Energie nucléaire / [1]
Références
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Sur Wikiwand : Energie - Wikiwand / Masse - Wikiwand / Vitesse de la lumière - Wikiwand / Energie nucléaire - Wikiwand / - Wikiwand | |||
Sur Wikipédia : Energie - Wikipedia / Masse - Wikipedia / Vitesse de la lumière - Wikipedia / Energie nucléaire - Wikipedia / - Wikipedia | |||
Sur Wikiversity : Energie - Wikiversity / Masse - Wikiversity / Vitesse de la lumière - Wikiversity / Energie nucléaire - Wikiversity / - Wikiversity | |||
Sur Universalis : Energie - Universalis / Masse - Universalis / Vitesse de la lumière - Universalis / Energie nucléaire - Universalis / - Universalis |
Réponse graphique
Bibliographie
Pour citer cette page: (signifie E = mc² ?)
ABROUGUI, M & al, 2018. Que signifie E = mc² ?. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Que_signifie_E_%26%2361;_mc%C2%B2_%3F>, consulté le 29, mars, 2024
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