FísicaFácilCuestión · 1 pts

Núcleo atómico y reacciones nucleares

Castilla-La Mancha · 2017 · Junio · Opción B

Enunciado

Acerca de la masa y la energía.

(a) Explicar brevemente el significado de la ecuación de Einstein

E = mc^2

.

(b) Si una partícula y su antipartícula chocan, se aniquilan entre sí convirtiendo toda su masa en energía, que es liberada en el proceso. Calcular la energía liberada en el choque de un electrón

e^-

y un positrón

e^+

, expresando el resultado en eV.

Masa electrón

=

masa positrón

= 9{,}1\cdot 10^{-31}\,\text{kg}

; velocidad de la luz

= 3\cdot 10^8\,\text{m/s}

;

1\,\text{eV} = 1{,}602\cdot 10^{-19}\,\text{J}

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Resultado

\boxed{\;E = 1{,}02\cdot 10^{6}\ \text{eV} \approx 1{,}02\ \text{MeV}\;}

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Estrategia

La ecuación expresa la equivalencia entre masa y energía. En la aniquilación, la masa de las dos partículas se convierte en energía:

E = 2m_e c^2

Desarrollo

(a)

E = mc^2

dice que la masa es una forma de energía: un cuerpo de masa

m

en reposo tiene una energía

mc^2

, y masa y energía pueden transformarse una en otra. Como

c^2

es enorme, una masa pequeñísima equivale a muchísima energía: es el origen de la energía de las reacciones nucleares, en las que una pequeña parte de la masa (el defecto de masa) se convierte en energía.

(b)