Signification de E=mc²

E=mc², équation posée par Einstein en 1905, représente la loi de conservation de l’énergie. Cette loi définit l’équivalence entre la masse et l’énergie :

  • E : Energie exprimée en jouls
  • m : Masse d’un objet exprimée en kilogrammes
  • c : Célérite (vitesse de la lumière dans le vide) exprimée en m/s

Si l’on multiplie la masse d’un corps par la vitesse de la lumière on obtient une énergie. La représentation physique de cette formule permettrait d’extraire une énergie d’une masse, ce qui est à l’origine de la fission nucléraire donnant naissance à la bombe atomique et l’énergie nucléaire.

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Bastien

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19 commentaires

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  • Cette formule est uniquement valable pour les particules libres et au repos. Dans d’autres cas, l’énergie peut augmenter ou au contraire diminuer en fonction de nombreux autres paramètres.
    De plus on écrit pas jouls mais joules.

  • pourquoi éléve t’on la vitesse de la lumiére au carré alorsque le principe même dit que la lumiére a une vitesse finie indépassable?
    Comment peut on dépasser cette vitesse à la limite infranchissable car cela reviendrait à remonter le temps?
    En réalité la formule n’est elle pas E = m c

  • si cette formule est juste,donc on pourrait calculer l’énergie d’un corps avec mais si on multiple la masse d’un tout petit corps je crois que son énergie serait trés grande

  • Pour Aubert: La vitesse de la lumière ici est simplement une constante physique, c’est-à-dire une sorte de valeur de référence. Ce n’est pas exactement la vitesse elle-même qu’on multiplie, mais la valeur qu’elle représente. L’histoire de « l’impossibilité du dépassement de la vitesse de la lumière dans le vide » est une question un peu trop épineuse pour être vulgarisée correctement et en peu de mots. Et elle sort un peu du cadre du billet ici présent.

    Pour Mouad: « si cette formule est juste »… heu il s’agit d’un des pilier de la physique moderne (enfin la « relativité générale » plus exactement en fait). On peut affirmer que cette formule est « juste », et il en va de même pour toutes le lois physiques, elles sont valables même si elles présentent des cas limites ou seront dépassées par une autre théorie. Par exemple, la théorie de la gravitation de Newton, bien que dépassée par la relativité générale, est tout à fait valable pour des vitesses pas trop proches de la vitesse de la lumière dans le vide.

    Cette formule n’a à ce jour jamais été prise en défaut… et il se pourrait bien que cela reste ainsi!

    Tu as raison sur le coup de l’énergie très grande (immense même!) contenue dans un tout petit corps… malgré tout, c’est extrêmement difficile de « transformer » la masse de la matière en énergie. Malgré tout la différence de masse produite lors de la fission d’1 Kg d’uranium-235 ne représente qu’environ 1 gramme, mais elle engendre autant d’énergie que le combustible de 2400 tonnes de charbon ou 1600 tonne de pétrole, soit 230 000 000 kWh!!!

  • Je ne comprend pas comment c’est possible que toutes les particules d’un atome (protons, neutrons, electrons) peuvent se transforment en photons (particule sans masse)!!!

  • Je te rassure Fatmir, ca n’est pas possible et ca devrait ne jamais l’être mis à part dans une théorie de big crunch de la fin des temps (l’inverse du big bang)
    L’énergie libéré lors de la fission ou de la fusion nucléaire provient des forces qui maintiennent la cohésion du noyau nucléaire et non de la transformation de matière en énergie pure.

  • En fait Fatmir, l’énergie est la capacité d’un système à modifier son état. Elle peut s’exprimer de différentes sortes : Effet Joule (chaleur), paquets d’énergies (quantas)…
    Dans le cas d’une fission nucléaire, de l’énergie se dégage, conséquemment à l’explosion du noyau. On assiste à une émission de neutrons accompagnée d’une grosse émission d’énergie (d’ailleurs les réacteurs nucléaires posent un problème, puisqu’il reste toujours des déchets hautement dangereux après réaction, cela dit ce n’est pas le sujet du billet ^^)

  • Tu a raison de mettre « Énergie Pure » entre guillemet. Par ailleurs l’énergie dont je parle ne corresponds nullement à des photons, c’est juste de l’énergie.
    Ce que je veux dire c’est que la transformation totale de matière se produit assez difficilement aujourd’hui. On arrive à faire rencontrer de la matière et de l’antimatière, il en résulte essentiellement un rayonnement gamma qui correspond à cette énergie de désintégration.
    D’une manière plus générale, la nature de cette énergie est variable dans la mesure ou les modèles de cosmologie du big bang lui donne plusieurs natures.
    Pour en revenir à E=mc², elle est principalement utilisé pour des calcul de différentiel de masse ou des calculs relativiste.

  • Dans ce cas l’equation de Einstein E=mc² n’est pas juste , si la masse peut etre transformée en differente energie, et pas que en photons…!

  • L’équation de Einstein est juste (et heureusement d’ailleurs !!). En fait, il existe différentes façons d’exprimer l’énergie, mais elles ont toutes une base commune : Le système d’unités international.
    A partir de quelques grandeur, par analyse dimensionnel, on peut tout retrouver. Exemple : La vitesse = Distance / Temps.
    (En plus, il y a une bonne démo comme quoi femme = problèmes ^^)

  • La phrase « l’équation de Einstein n’est pas juste » me fait doucement sourire!! Serait-on si cultivé sur ce site pour en arriver à contredire Albert Einstein? 😀
    (J’ai déjà vu cette démo pour prouver que femme=problèmes mais je ne sais pas si c’est la même que celle que j’ai vue. Si oui, le raisonnement n’est pas correct)

  • Tu part dans de mauvaise direction fatmir.Pour mieux comprendre cette formule, il vaut mieux arrêter de parler de masse. Utilisons les termes de masse relativiste et d’énergie relativiste. Le grand principe lié à cette formule est que l’énergie relativiste se conserve. Rien ne se crée tout se conserve. L’énergie relativiste rassemble l’ensemble des énergies du système. La grande nouvelle c’est que parmi ces énergies se trouve au moins une énergie, l’énergie au repos, qui vaut mc² avec m qui correspond à la vrai masse.
    Si on considère un objet en mouvement, L’énergie relativiste corresponds à l’énergie cinétique additionné à l’énergie au repos (Erel= K + Erep) Si la vitesse augmente alors nécessairement la masse diminue (le système est isolé donc la masse au repos est la seule source d’énergie)
    On peut aussi considérer qu’un métal chaud a une masse plus grande qu’un métal froid. Cela a peut-être plus de sens sens si je dit qu’il génère un champs gravitationnel plus important.
    Le gros problème de compréhension de cette formule vient d’un problème de compréhension de la notion de masse relativiste.
    Ce qui te brouille le raisonnement avec les photons, c’est qu’ils n’ont pas de masse. Cependant ils ont une masse relativiste qui vaut E/c². Ils n’ont pas de masse mais magie des magie, ils génèrent un champs gravitationnel. C’est aussi pour cela qu’ils y sont soumis -> phénomène de trou noir.

  • Alphee tu as parfaitement raison mais je tiens à préciser qu’un photon ne génère pas de champ gravitationnel, simplement sa trajectoire est soumise aux déformations de l’espace-temps …

  • Cette équation est peut être juste ??
    par contre le moyen utilisé pour prouver cette équation est l’application de l’énergie atomique.
    Et l’émission au delà de l’atome, donc de l

  • Cette équation est peut être juste ??
    par contre le moyen utilisé pour prouver cette équation est l’application de l’énergie atomique.
    Et l’émission au delà de l’atome, donc de la matière de cet électron ?? !!
    Peut-on alors parler d’énergie de la matière ??
    ne devrait-on pas parler de l’énergie du vide ??
    D’autant que la vitesse de la lumière (dans cette équation) est la vitesse dans le vide (troublant non ??)
    Albert merci pour toutes es informations !! …

  • Il faut se rappeler que la vraie formule est E= »lambda » mc2 avec la valeur « lambda » négligeable selon les cas mais réelle néanmoins et significative dans d’autres cas.

    Nous avions redémontré cette formule en cour de math lors de mes études, il y a plusieurs décennies maintenant … et je ne pourrais vous en dire plus dsl 🙁

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