Equazioni di fisica, ecco le cinque che dovreste assolutamente conocere

Questo 1/2mv² potrebbe apparirvi familiare: è l’energia cinetica. Possiamo quindi dedurre che l’energia di un oggetto è la somma della sua “energia di massa a riposo” (mc²) e della sua energia cinetica.

Se si lancia una palla da baseball, questa possiede ovviamente un’energia cinetica perché si muove. Ma l’equazione di Einstein afferma che è dotata di energia anche quando è ferma. Prendiamo alcuni valori reali. Supponiamo che una palla da baseball (con una massa di 0,149 chilogrammi) si muova a una velocità di 40 metri al secondo (quella che imprimerebbe un lanciatore professionista). La palla avrebbe un’energia cinetica di 119 joule, ma l’energia della massa a riposo sarebbe di 1,33 x10¹⁸ joule: è molto di più di quello che pensate.

Nel 2022 gli Stati Uniti hanno utilizzato poco più di 4mila miliardi di chilowattora di energia. Se si converte questo valore, si ottiene 1,46 x10¹⁹ joule. Quindi, se si prendessero undici palle da baseball e si trasformasse tutta la loro massa in energia elettrica, questa basterebbe per soddisfare il fabbisogno energetico degli Stati Uniti per un anno.

È esattamente ciò che accade in una centrale nucleare. Gli elementi dotati di grande massa (come l’uranio) vengono colpiti dai neutroni e si rompono in pezzi. Tuttavia, la massa totale dei frammenti è inferiore alla massa originale dell’uranio. La massa persa viene convertita in energia. Dal momento che nell’equazione c è al quadrato, si evince che basta una piccola massa per ottenere molta energia.

Ma forse non vi piacciono le centrali nucleari. Bene. Siete interessati ad altri tipi di energia? Vi piace mangiare? Vi incuriosisce il tempo? Tutte queste cose dipendono da un grande oggetto nel cielo chiamato sole, che produce luce grazie a una reazione nucleare che avviene al suo interno. Questa luce è la fonte della maggior parte delle altre forme di energia: aiuta a crescere le piante (comprese le verdure che mangiamo) che poi vengono mangiate dagli animali (e di cui molti di noi si nutrono a loro volta). L’energia solare riscalda la superficie della Terra e produce variazioni di temperatura e cambiamenti meteorologici. Insomma, il sole è essenziale.

Forse E = mc² è l’equazione fisica più famosa, ma è di sicuro anche la più importante. D’altronde mangiare mi piace eccome.

Questo articolo è apparso originariamente su Wired US.

Fonte : Wired