Importancia del principio de equivalencia masa-energía.
“El principio de conservación de la energía válido en todos los campos
de la física se puede enunciar diciendo que la energía total de un sistema
aislado se conserva. Por sistema aislado o cerrado entendemos aquél en que no
hay intercambios o transferencias de energía con su entorno mediante trabajo,
calor, ondas mecánicas o electromagnéticas o cualquier otro proceso de
transferencia”. (Solves, 2004)
Uno de los pilares que se fundamente la relatividad general es el
principio de equivalencia de la gravitación y la inercia, el cual menciona que
las observaciones hechas en un marco de referencia acelerado no pueden
diferenciarse de las que se hagan en un campo gravitacional newtoniano. “Esta equivalencia no tendría importancia si sólo se aplicara a los
fenómenos mecánicos, para relación de equivalencia masa- energía, sin embargo Einstein
fue más allá y afirmó que el principio se cumple para todos los fenómenos naturales”.
(Rodríguez, 2013).
No
hay fórmula más famosa e incomprendida en física como E=m c2. De ella se dice de todo, desde que explica las
explosiones nucleares (o que es causante de ellas) , como que es la prueba que masa y
energía son lo mismo. También se dice que se trata simplemente de una
regla de cambio de unidades.
Por lo anterior, la importancia para la enseñanza específicamente de la
física que comprende los conceptos de masa-energía es una realidad palpable.
Por ello no es de extrañarse que se hayan realizado múltiples trabajos en
didáctica de las ciencias que entrelacen conceptos de masa-energía, trabajo,
calor entre otros.
Tomé (2018), explica, que estas dos deducciones diferentes de la teoría
de la relatividad -aumento de masa y equivalencia de masa de energía- son
consistentes entre sí. Esta equivalencia tiene un significado muy importante.
Primero, dos grandes leyes de conservación se convierten en dos formas
alternativas de una sola ley. En cualquier sistema cuya masa total se conserve,
la energía total también se conserva. En segundo lugar, surge la idea de que
parte de la energía en reposo podría transformarse en una forma de energía más
familiar. Dado que el equivalente energético de la masa es tan grande, una
reducción muy pequeña en la masa en reposo liberaría una enorme cantidad de energía,
por ejemplo, energía cinética o energía electromagnética.
Según Orantes (2014), la ecuación de
masa-energía tiene una serie de cuestionamientos, empezando porque la E que
aparece allí no es simplemente la energía. Se trata en realidad de la
denominada “energía propia” una propiedad fundamental de todas las partículas
que puede ser cero o muy grande. En
su lugar la energía en general nunca es cero, las partículas sin energía
no existen. Es
por esto que la fórmula no parece aplicar a los fotones que tienen energía
en general, pero cuya masa y por tanto energía propia es cero.
Entre los usos de esta ecuación para las
tecnologías se pueden rescatar los escáneres para las tomografías realizadas en
los hospitales debido a la emisión de fotones energéticos emanados por la
radioactividad. También gracias a esta relación se fue desarrollando las
telecomunicaciones y aplicaciones satelitales entre otras aplicaciones.
Referencias :
Orantes, L. (2015). Masa y energía dentro de la
relatividad, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de Segovia.
Recuperado de:https://trinoceronte.wordpress.com/tag/equivalencia-masa-energia/
Rodríguez, F. (2013). Departamento de Física
aplicada, Universidad Autónoma de México. Recuperado de:http://www.conevyt.org.mx/bachillerato/material_bachilleres/cb6/5sempdf/fimo1pdf/fasiculo5_fimo1.pdf
Solves, J. (2004). La conservación de la energía: un principio de toda la física, Facultad
de ingeniería física, Universidad de Valencia, España. Recuperado de:
Tomé,
C 2018). Equivalencia entre masa y energía. Recuperado del sitio web: https://culturacientifica.com/2018/02/06/equivalencia-masa-energia/
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