Даже точными измерениями мы не можем обнаружить изменение массы. Дело в том, что масса и энергия связаны формулой Е0 = ТС2, где с2 = 9-10 16 м2/с2, т.е. даже при незначительном изменении массы изменение энергии будет достаточно.
Нетрудно подсчитать, что энергия, содержащаяся в теле, огромна. Так, энергия покоя тела массой всего 1 г равна:
Е0 = 0,001 кг-9-1016м2/с2 = 9 • 1013 Дж.
Такая энергия выделяется в результате сжигания примерно С 000 т угля - это нагруженный поезд длиной около 1 км.
С другой стороны, 1 Дж энергии эквивалентен незначительной массе 10 ~ 17 кг. Например, в процессе нагревания 3 л воды от комнатной температуры до температуры кипения воды, масса воды (если вода не испаряется) увеличивается лишь на одну стомиллионным долям грамма.
Вопрос к ученикам во время изложения нового материала
1. Чем отличаются формулы кинетической энергии тела в классической и в релятивистской механике?
2. Почему нагревания тела приводит к увеличению его массы?
3. Почему при нагревании тела не удается обнаружить на опыте увеличения его массы?
4. Почему единый закон сохранения массы-энергии подается в классической механике в форме двух законов сохранения: массы и энергии?
Закрепление изученного материала
1. Тренируемся решать задачи
1. Сравните энергию, выделяющуюся в результате изменения массы тела на 1 кг и в результате сгорания 1 кг бензина.
2. 1г воды передали 100 Дж теплоты. На сколько увеличилась масса воды? Откуда берется дополнительная масса?
3. На сколько изменяется масса 1 кг льда в результате плавления?
4. Вычислите кинетическую энергию электрона, движущегося со скоростью 0,6 с.
2. Контрольные вопросы
1. Изменится масса пружины, если ее:
а) сжать?
б) растянуть?
2. Может электрон в какой-либо среде двигаться со скоростью, превышающей скорость света в этой среде?