Номер 3, страница 235 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 46. Ядерные силы. Вопросы - номер 3, страница 235.

Условие.

3. Какова связь между массой системы и энергией покоя?

Решение.

3. Связь между массой системы и её энергией покоя является одним из фундаментальных принципов специальной теории относительности, сформулированной Альбертом Эйнштейном. Эта связь заключается в том, что масса и энергия эквивалентны и могут превращаться друг в друга.

Энергия покоя ($E_0$) любой физической системы прямо пропорциональна её массе ($\text{m}$). Это означает, что любое тело, обладающее массой, имеет соответствующий запас внутренней энергии, даже когда оно неподвижно.

Математически эта взаимосвязь выражается знаменитой формулой:

$E_0 = mc^2$

В этой формуле $E_0$ – это энергия покоя системы, $\text{m}$ – её масса, а $\text{c}$ – это скорость света в вакууме, являющаяся фундаментальной физической постоянной ($c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с).

Поскольку множитель $c^2$ является колоссально большой величиной ($c^2 \approx 9 \cdot 10^{16} \text{ м}^2/\text{с}^2$), даже небольшая масса эквивалентна огромному количеству энергии. Этот принцип лежит в основе ядерной энергетики и объясняет выделение огромного количества энергии при ядерных реакциях (синтезе и делении), в ходе которых масса системы уменьшается, а разница масс (дефект масс) превращается в энергию.

Таким образом, можно сказать, что масса тела является мерой содержащейся в нём энергии покоя.

Ответ: Связь между массой системы ($\text{m}$) и её энергией покоя ($E_0$) прямая и описывается формулой эквивалентности массы и энергии Эйнштейна: $E_0 = mc^2$, где $\text{c}$ — скорость света в вакууме. Энергия покоя системы прямо пропорциональна её массе.