E=mc2

[Tueurdevampires]

Bonjour

Est-ce que quelqu'un peut enfin résoudre le mystère qui se cache derrière E=MC2 ? ça veut dire quoi ?

L'énergie qui est contenue dans une masse par rapport à la constante de la vitesse de la lumière au carré, càd à proprement parler, calculer l'énergie potentielle équivalente d'une explosion nucléaire d'un bloc d'uranium de masse X;

-ou bien: l'énergie de choc qui est égale à la masse multipliée par la vitesse de l'objet au carré d'un objet qui en percute un autre.

Ces deux versions de la thèse m'intriguent, laquelle des deux thèse est celle qu'Enstein a instruite ?

Merci beaucoup à tous.
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[Coccinelleamoustaches]

Je ne veux pas être désagréable mais il n'y a aucun "mystère" derrière cette formule qui n'a rien d'une "thèse", et qui ne souffre pas différentes "versions" ! Elle traduit l'équivalence masse <-> énergie (rien à voir avec l'énergie cinétique que vous mentionnez)
Ce sujet est tellement célèbre que vous n'aurez aucun mal à trouver des montagnes de documentation pour vous l'expliquer en long et en large. Une recherche google de 5 minutes vous donnera les informations que vous demandez.

[XK150]

Bonjour ,
Dans " une explosion nucléaire " effectivement , une petite partie ( environ le 1/ 1000 ) de la masse initiale est transformée en énergie ,
le reste est toujours parmi nous . Idem , dans les centrales nucléaires .

[Tueurdevampires]

Alors Enstein associe la masse brutale d'un bloc de matière à une quantité d'énergie théorique théoriquement contenue dans la masse lorsque on viendrait à la faire exploser par exemple à 100% de toute son énergie ? ça revient à ça ce raisonnera ? Et qu'est ce qu'à à voir la vitesse de la lumière dans le calcul d'un énergie théorique de "détonation" liée à une masse ? est-ce que c'est une équation liée au calcul de l'énergie dégagée par une bombe nucléaire ? j'ai eu beau lire pas mal d'articles là-dessus, j'ai jamais rien compris.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Coccinelleamoustaches]

La "masse brutale" ? Kézako ?

Ce que te dit cette équation, encore une fois, c'est que tout masse équivaut à de l'énergie. Si tu arrivais à faire disparaître de la masse, tu récupérerais de l'énergie (par conservation énergétique, puisque masse = énergie).
Lors de réactions nucléaires, il y a un "défaut de masse" entre les produits finaux et les réactifs initiaux. De manière schématique, on peu dire qu'un petit peu de masse a disparu au cours de la réaction, d'où "apparition" d'énergie. Mais ce terme d'"apparition" est impropre , et correspond en fait à une conversion (énergie massique <-> énergie thermique)

Si tu veux savoir pourquoi la vitesse de la lumière intervient dans la formule, il n'y a pas cinquante solutions, il faut que tu te penches sur la démonstration, qui fait appel à la relativité.
Ici une présentation simple de cette démo (mais qui pourrait t'embrouiller dans certaines idées présentées un peu vite, si tu n'es pas déjà au clair)
https://www.youtube.com/watch?v=hW7DW9NIO9M

[Dynamix]

Salut

Ces deux versions de la thèse m'intriguent, laquelle des deux thèse est celle qu'Enstein a instruite ?

Les deux
E = mc² n' est qu' un cas particulier .
La formule génerale est :
E² = m²c⁴ + p²c²

pourquoi/comment , voir wikipédia :
https://fr.wikipedia.org/wiki/E%3Dmc2

[Tueurdevampires]

Merci beaucoup.

L'idée qu'on puisse dire qu'une masse puisse équivaloir à une énergie me paraissait bizarre... j'ai enfin compris, c'est l'hypothèse d'une énergie potentielle contenue dans la matière en fonction de la masse et de la gravité des mouvements (la vitesse de la lumière dans un référentiel)...

[Coccinelleamoustaches]

La gravité ?
La gravité n'a rien à voir avec e=mc2 (à moins qu'un spécialiste ne me contredise). On obtient e=mc2 simplement avec les lois de la relativité restreinte qui n'intègre pas la théorie gravitationnelle de la relativité générale.
La corps n'a pas besoin d'être soumis à une gravité pour qu'on puisse lui appliquer la célèbre formule. Tu peux effectivement plus ou moins le comprendre comme une "énergie potentielle" de la masse. Pas comme une énergie potentielle de pesanteur, ce serait une très grosse erreur conceptuelle.

[Coccinelleamoustaches]

Deuxième pb : "mouvement" : la masse n'a pas besoin d'être en mvt pour que la formule s'applique. En fait, si elle est en mvt, il faut même étendre la formule comme le faisait remarquer Dynamix

Troisième pb : la vitesse de la lumière "dans un référentiel". C'est peut-être juste ta formulation qui est maladroite, ici. Mais je rappelle quand même que la vitesse de la lumière (dans le vide) est la même dans tous les référentiels. Donc le "dans un référentiel" ne fait pas grand sens.
"c" est simplement une constante physique. Ne te concentre pas sur le fait que c'est un vitesse si ça te trouble. Vois le juste comme une constate de l'équation dans un premier abord.

[albanxiii]

Tueurdevampires, vous gagneriez à complètement oublier tout e que vous croyez savoir en physique pour repartir sur des bases saines.
Là, malgré toute la bonne volonté des intervenants, je doute que cette discussion fasse autre chose que tourner en rond.

[Amanuensis]

L'idée qu'on puisse dire qu'une masse puisse équivaloir à une énergie me paraissait bizarre...

C'est plus facile dans l'autre sens: une énergie «a une masse», c'est à dire une inertie. Et plus proprement, l'énergie contribue à l'inertie ; ajouter tant d'énergie à un système augmente son inertie de la valeur de l'énergie divisée par c².

C'est d'ailleurs dans ce sens là que la célèbre formule est apparue sous la plume d'Einstein ou de Poincaré.

Et c'est une approche «différentielle», cela parle d'énergie ajoutée, pas d'énergie totale. L'idée d'énergie de masse n'est pas un bon point de départ pour comprendre la formule. Et encore moins les cas de «transformations», qui sont plutôt difficile à comprendre (et mal compris, en regard avec le fait que la masse est une quantité invariante pour un système isolé). Il vaut mieux réfléchir à la «masse de l'énergie», ou mieux «l'inertie de l'énergie».

[Amator]

Bonjour à tous,

E=mC² est une relation qui donne l’énergie que fournirait une masse de matière si elle se désintégrait totalement et inversement l'énergie qu'il faudrait fournir pour créer cette même masse de matière.
Cette relation s'entend pour une masse statique, la formule complète étant celle donnée par dynamix.
(croisé avec Amanuensis dont le réponse est certainement plus juste et rigoureuse)

Me vient une question: comment expérimentalement a t on pu vérifier cette relation E=mC² ?
Si c'est avec des désintégrations nucléaires où seulement une partie de la matière disparaît (j'ai vu du 1/1000 donné par XK150), comment est on certain expérimentalement que la relation est juste pour toute la masse d'un bloc de matière ?
La relation pourrait être valable seulement pour de petites variations de masse ?

Merci d’avance.

[mach3]

C'est vérifié quotidiennement en physique des particules. Si bien que dans ce milieu on parle de la masse des particules directement en unités d'énergie.
Lors d'une collision, l'énergie des particules entrantes est égale à l'énergie des particules sortantes (qui peuvent être de nature différente des entrantes), et elles sont la somme des énergies cinétiques et des énergies de masse au repos. En gros en collisionnant deux particules légères mais très rapides, on peut produire des particules très lourdes (des dizaines, des centaines de fois plus lourdes) mais lentes.
On vérifie aussi la formule rien qu'en accélérant les particules : c'est de plus en plus difficile, comme si leur masse augmentait avec leur énergie cinétique, donc leur vitesse.

m@ch3

[Amanuensis]

comment est on certain expérimentalement que la relation est juste pour toute la masse d'un bloc de matière ?

Toutes les lois physiques sont des extrapolations: on ne peut pas tester expérimentalement tous les cas possibles.

On a quelques cas pratiques de conversion complète de particules massives en particules de masse nulle. Le plus commun est la transformation d'un couple électron/positron en «photons» (ce qui est utilisé dans la PET, tomographie par émission de positrons).

Sinon, l'extrapolation à n'importe quelle masse est faite sous la forme de la conservation de la masse totale d'un système isolé (de l'inertie totale du système) dans les conditions excluant les effets gravitationnels.

[Amator]

Super, merci a vous deux

[iharmed]

bonjour

Si on traite la question par le langage courant

Prenons un morceau de matière de masse M = 1000xMf
Mf est la masse d’un photon.

Si ce morceau de matière vol en éclat et se transforme en 1000 photons.
Les photons ne savent pas s’arrêter, ils courent toujours à V=C. et chacun a une énergie Ef=1/2xmfxC^2 .
Alors notre morceau de matière a une énergie E qui est égale à la somme des énergies des 1000 photons soit donc E= 1000 x Ef =1/2 x 1000 x M x C^2 = 1/2 MC^2

Mais il n’y a pas le 1/2 dans la fameuse formule.

Si quelqu'un pourra me dire pourquoi il n’y a pas le 1/2.

[Dynamix]

Prenons un morceau de matière de masse M = 1000xMf
Mf est la masse d’un photon.

La masse d' un photon est nulle .
La relativité ne se démontre pas à partir des lois de Newton .
(par contre , on peut faire l' inverse)

[iharmed]

La masse d' un photon est nulle

Est-ce que la masse du photon est nulle ou est ce qu’elle est négligeable ? car je lis souvent « on admet généralement que le photon a une masse nulle. »

[Dynamix]

On en sait rien .
Mais on sait que si elle n' est pas nulle elle est extrêmement faible .
Voir wikipédia .

[iharmed]

On en sait rien .
Mais on sait que si elle n' est pas nulle elle est extrêmement faible .
Voir wikipédia .

extrêmement faible c'est pas nul il suffit de multiplier par 10 puissance 50 et ca devient significatif.

revenons donc au problème du 1/2 qui manque

[Dynamix]

revenons donc au problème du 1/2 qui manque

Tu as calculer une énergie cinétique dans le domaine Newtonien .
mc² n' est pas une énergie cinétique . C' est l' énergie de masse , qui n' existe pas dans le domaine newtonien .
Tu compares des cochons et des serviettes , et tu t' étonnes que les serviettes n' ont pas de groin .

[iharmed]

Tu as calculer une énergie cinétique dans le domaine Newtonien .
mc² n' est pas une énergie cinétique . C' est l' énergie de masse , qui n' existe pas dans le domaine newtonien .
Tu compares des cochons et des serviettes , et tu t' étonnes que les serviettes n' ont pas de groin .

voila ca explique que c'est newton qui a volé le 1/2 et einstein n'a pas chercher a le récupérer

[Dynamix]

Einstein n' aimait sans doute pas la bière .

[iharmed]

Einstein n' aimait sans doute pas la bière .

effectivement j'ai une bière devant moi mais je ne sais pas comment vous l'avez su ,

[mach3]

mc² est l'énergie de masse, et c'est aussi l'énergie totale d'un système de masse m dans un référentiel où il est immobile. Dans un référentiel où ce système est en mouvement, l'énergie de masse est toujours mc², mais l'énergie totale est *. La différence entre les deux est l'énergie cinétique du système. Avec un développement limité, on peut montrer que cette énergie cinétique est approximativement pour des vitesses faibles.

L'énergie d'un photon est uniquement de l'énergie cinétique (énergie de masse nulle). L'expression de l'énergie totale précédente ne fonctionne pas pour lui, il faut utiliser une formule plus générale (dont se déduit la précédente) : . Pour le photon le premier terme est nul (pas de masse). L'impulsion p est . On retrouve l'énergie .

m@ch3

* :

[iharmed]

@mach3
La discutions durant les 6 derniers poste porte sur la masse du photon, elle n’est pas nulle.
A vous

[obi76]

Bonjour,

@mach3
La discutions durant les 6 derniers poste porte sur la masse du photon, elle n’est pas nulle.
A vous

si : elle est à l'encontre de la charte (point 6). Merci d'en rester au sujet initial.

Pour la modération,

[Dynamix]

@mach3
elle n’est pas nulle.

Affirmation sans fondement contraire aux théories admises .
D' ou la remarque justifiée du modo .

Supposons (on a le droit) que le photon ait une masse .

Les photons ne savent pas s’arrêter, ils courent toujours à V=C.

La vitesse du photon (qui resterait inchangée) ne serait pas égale à la constante C

et chacun a une énergie Ef=1/2xmfxC^2 .

La formule de l' énergie cinétique en RR , ce n' est pas celle la .

Donc ton raisonnement est totalement faux et ton résultat encore plus .
Inutile donc de t' inquiéter pour le demi .