Máy Tính E = mc² là gì?
Công cụ này áp dụng phương trình nổi tiếng về sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng của Albert Einstein, \(E = mc^2\), rút ra từ thuyết tương đối hẹp. Bạn có thể tính năng lượng nghỉ E chứa trong một khối lượng m cho trước, hoặc làm ngược lại để tìm khối lượng tương đương m ứng với một lượng năng lượng E. Vì đây thuần túy là vật lý, kết quả mang tính phổ quát trên toàn thế giới, không phụ thuộc vào quốc gia hay hệ thống pháp lý nào.
Cách Sử Dụng
Trước tiên, hãy chọn chiều tính toán: "Tính năng lượng từ khối lượng" (bạn nhập khối lượng, công cụ trả về năng lượng) hoặc "Tính khối lượng từ năng lượng" (bạn nhập năng lượng, công cụ trả về khối lượng). Nhập giá trị và chọn đơn vị tương ứng. Đơn vị khối lượng gồm kilôgam, gam, pound và ounce; đơn vị năng lượng gồm joule, kilôjoule, mêgajoule, gigajoule, BTU [trung bình] và calo [trung bình]. Tốc độ ánh sáng c mặc định bằng giá trị SI chính xác là 299.792.458 m/s, nhưng bạn có thể nhập giá trị khác (ví dụ 3e8) để ước lượng nhanh. Bạn cũng có thể tùy chọn số chữ số có nghĩa cho kết quả hiển thị.
Giải Thích Công Thức
Mọi phép tính bên trong đều được thực hiện theo hệ đơn vị SI. Khối lượng được quy đổi sang kilôgam bằng cách nhân với hệ số đơn vị của nó; năng lượng cũng được quy đổi sang joule theo cách tương tự. Sau đó áp dụng $$E = m \cdot c^2$$ (hoặc \(m = E/c^2\)) với c tính bằng mét trên giây. Kết quả theo hệ SI sẽ được chia ngược lại cho hệ số đơn vị đầu ra để hiển thị. Vì c được bình phương, một sai số nhỏ ở c sẽ tăng gần gấp đôi trong E.
Ví Dụ Minh Họa
Lấy m = 1 kg và c = 299.792.458 m/s. Khi đó \(c^2 = 8{,}987551787368176 \times 10^{16}\), nên $$E = 1 \times c^2 \approx 8{,}9876 \times 10^{16} \text{ joule}$$ — tức khoảng 90 petajoule chỉ từ một kilôgam duy nhất. Nếu chọn đơn vị gigajoule, ta chia cho \(10^9\) và được khoảng 89.875.518 GJ.
Câu Hỏi Thường Gặp
Tại sao tốc độ ánh sáng lại có thể chỉnh sửa được? Giá trị chính xác 299.792.458 m/s là đúng, nhưng việc làm tròn thành \(3 \times 10^8\) rất phổ biến khi cần tính nhẩm nhanh; công cụ cho phép bạn thấy chênh lệch khoảng 0,14% này ảnh hưởng đến kết quả ra sao.
BTU và calo "trung bình" nghĩa là gì? Chúng dùng định nghĩa trung bình (1 BTU ≈ 1055,87 J; 1 cal ≈ 4,19002 J). Các định nghĩa khác sẽ chênh lệch đôi chút.
Đây có phải là động năng tương đối tính không? Không — đây là năng lượng nghỉ, tức phần năng lượng tương đương với khối lượng của vật khi đứng yên. Vật chuyển động còn mang thêm động năng vượt ngoài giá trị này.
