Номер 2, страница 167 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Каков физический смысл формулы Эйнштейна, связывающую массу с энергией тела?

Физический смысл знаменитой формулы Альберта Эйнштейна $E = mc^2$ заключается в установлении фундаментального принципа эквивалентности массы и энергии. Эта формула показывает, что масса ($\text{m}$) и энергия ($\text{E}$) — это не две независимые сущности, а две взаимосвязанные и взаимопревращаемые формы одного и того же физического свойства материи, где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Основная идея состоит в том, что любое тело, обладающее массой, имеет соответствующий ей запас "скрытой" энергии. Эта энергия, называемая энергией покоя, присуща телу просто по факту его существования, даже если оно неподвижно. Таким образом, масса является мерой содержания энергии в физической системе.

Формула также утверждает, что масса может превращаться в энергию, и наоборот, энергия может "конденсироваться" в массу. Это привело к объединению двух классических законов сохранения (закона сохранения массы и закона сохранения энергии) в единый, более общий закон сохранения массы-энергии. В замкнутой системе полная масса-энергия остается постоянной.

Огромное значение в формуле имеет множитель $c^2$ — квадрат скорости света. Так как скорость света — это очень большая величина (около $3 \cdot 10^8$ м/с), то ее квадрат является колоссальным числом ($ \approx 9 \cdot 10^{16} \text{ м}^2/\text{с}^2$). Это означает, что даже очень малое количество массы может быть преобразовано в огромное количество энергии. Именно этот принцип лежит в основе работы атомных электростанций и ядерного оружия (где в процессах деления или синтеза ядер часть их массы, так называемый дефект масс, превращается в энергию), а также является источником энергии звезд, включая Солнце.

Таким образом, формула Эйнштейна показывает, что масса — это чрезвычайно концентрированная форма энергии.

Ответ: Физический смысл формулы Эйнштейна $E = mc^2$ заключается в том, что масса ($\text{m}$) и энергия ($\text{E}$) эквивалентны и могут превращаться друг в друга. Любое тело, обладающее массой, имеет соответствующую ей энергию покоя. Из-за огромного коэффициента $c^2$ (квадрат скорости света) даже малая масса эквивалентна колоссальному количеству энергии, что проявляется в ядерных и термоядерных реакциях.