Questão 19. O que você responderia para um aluno que perguntasse: “Professor, o que significa
?”
Passo 1
O enunciado pergunta “o que significa
?” Esse resultado faz parte da teoria da relatividade restrita de Einstein e relaciona massa e energia. Para explicar, vamos usar a fórmula da energia relativística e o conceito de repouso.
Passo 2
Em relatividade restrita, a energia total de uma partícula de massa
e momento
satisfaz
No referencial de repouso da partícula temos
. Substituindo nessa expressão, obtém-se
Passo 3
Portanto,
diz que um corpo de massa
, mesmo parado, possui uma “energia de repouso” igual a
multiplicado por
. Em outras palavras, massa é simplesmente uma forma de energia concentrada.
Passo 4
Como
, o fator
é enorme. Por isso, uma pequena massa corresponde a uma quantidade de energia gigantesca. Por exemplo:
Passo 5
Essa equivalência massa-energia explica o funcionamento de reações nucleares e de aniquilação matéria-antimatéria, onde parte da massa se converte diretamente em energia seguindo
.
Resposta
Basicamente,
significa que massa e energia são intercambiáveis: qualquer corpo com massa
carrega uma energia de repouso
igual a
vezes o quadrado da velocidade da luz. Massa é energia concentrada, e por isso até uma quantidade minúscula de massa pode gerar uma enorme quantidade de energia.