La teoría especial de la relatividad prohíbe que un objeto con masa en reposo alcance la velocidad de la luz, porque la energía del objeto se volvería infinita. Sin embargo, supongamos que se puede construir un rifle que dispare una bala con una masa de un gramo a una velocidad del 99.999% de la velocidad de la luz en el vacío. El impulso llevado por la bala sería de aproximadamente 67,000,000 de kilogramos por segundo. Debido a que se conserva el impulso, y presumiblemente el rifle y la bala estaban inicialmente en reposo, el rifle adquiriría la misma cantidad de impulso que la bala, pero en la dirección opuesta. La energía del rifle de retroceso depende de su masa. Un rifle de 5 libras tiene una masa de 2.267 kilogramos. La energía de retroceso del rifle sería de 978,000,000,000,000 de julios, lo que equivale a 2.337 megatones de TNT. Esto es comparable a la energía de una bomba termonuclear. Supuse que el rifle era indestructible y, por lo tanto, ignoré la energía liberada por la posible fusión de los materiales con los que podría fabricarse el rifle.
Imagina que disparas una bala a la velocidad de la luz. ¿Qué tan malo sería el retroceso para un rifle de 5 libras?
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¿Existe una equivalencia de espacio y tiempo como E = mc ^ 2 es la equivalencia de masa y energía?
Esa es una pregunta extraña.
Primera respuesta aburrida: no puedes. Ningún objeto con masa puede viajar exactamente a la velocidad de la luz.
Digamos que te acercas a la velocidad de la luz, entonces el impulso relativista es:
[matemáticas] p = \ frac {mv} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} [/ matemáticas]
donde m es masa en reposo, v es velocidad yc es la velocidad de la luz.
Su energía es entonces
[matemáticas] E = \ sqrt {(p ^ 2 c ^ 2 + m ^ 2 c ^ 4)} [/ matemáticas]
Por lo tanto, cuando la velocidad se acerca a la velocidad de la luz, la energía y el momento se vuelven infinitos.
Puedes poner fácilmente algunos números en la fórmula para el impulso y ver por ti mismo cómo va.
Aquí hay una imagen en unidades adimensionales
A medida que v / c se acerca a 1, el impulso (y, por lo tanto, el retroceso) se vuelve infinito.
Randall Munroe ha cubierto esto en su columna de “qué pasaría si” Béisbol Relativista
El arma retrocedería a una fracción considerable de la velocidad de la luz con efectos similares al béisbol … mejor observarse a cierta distancia.
energía = velocidad al cuadrado x masa ,,,,, usted no dijo el peso de la bala, pero a la velocidad de la luz es con lo que están operando los reactores nucleares, y tienen suficiente energía para operar un submarino durante años. De acuerdo, su bala es pequeña, pero su dispositivo de absorción es de solo 5 lb. Así que está bastante cerca de tener una pequeña bomba atómica sobre tu hombro. Eso va a doler.
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