E=mc^2について

質問

これって、エネルギーを取り出すにはどうすれば良いのでしょうか？
核弾頭なら、あの大きさで町がふっとびますが、
同じ質量のダイナマイトや火薬では町は吹っ飛びません。
この公式は、どういう時にそうなるものですか？
物質を光の速度で対象にぶつけた時の話でしょうか？？？

また、植物も質量があるので、ピーナッツ1粒でビルを吹っ飛ばすことが可能なのでしょうか？
私は、小学生並みの学力なので、
出来るだけ短く簡素に大雑把にお願いします。
単なる興味なので、子ども雑学小冊子程度のレベルで結構です。
よろしくお願いします。

回答No.5

noname#188037 · ベストアンサー

一円玉でもピーナッツでもダイナマイトや貴方の唾液でも、同じ重さの物質には光の速さを2回掛けた分のエネルギーがあるという式ですね。
それ以上の意味はありません。
なんで重さに光の速さ? と思うかも知れませんが「理論的に考えたらそうなった」としか言いようがないのです。

では、どうやってそのエネルギーを取りだすか、、。
科学者は考えた揚げ句「エネルギーを取りだしやすい物質を使えばいいんじゃないの?」という身も蓋もない結論に至りました。
その結果、実用的な物質として挙げられたのがウランとプルトニウムで、今も核兵器や原子力発電に使われています。
これに代わる物質や手段は今もありません。

理屈ではピーナッツ一個には都市が消えてなくなるほどのエネルギーが詰まっているのですが、これを爆発に利用することは事実上出来ないのです。

お礼

そのご説明は分かりやすかったです。
何からでも取り出せる技術が見つかったら、ある意味、恐ろしいですね。
ご回答ありがとうございました。

回答No.4

noname#195146

>この公式は、どういう時にそうなるものですか？

　核反応に限らず常にです。たとえば湯が冷めても、その公式の分の質量が減りますよ。ただ、核反応以外は増減する質量が小さすぎて、計測不能なことがほとんどです。

>ピーナッツ1粒でビルを吹っ飛ばすことが可能なのでしょうか？

　可能です。ピーナッツが銃弾だとすれば、その破壊力は運動量で表せ、「質量×速度」になります。充分な破壊力を得たいなら、質量が小さくても、速度を上げればいいのです。高速であることにより破壊力を得るレベルだと、ピーナッツが柔らかいことは問題になりません。固体ではなく液体、たとえば水滴であっても充分な破壊力が出ます。

　もちろん、普通の銃弾の速度を上げても、ビルを貫通はできますが、吹っ飛ばすことはできません。ピーナッツを使っても同様です。

　できるだけ吹っ飛ばすようにするには、銃弾やピーナッツがビルに当たるときに、面積ができるだけ大きくなるようにします。散弾にはそうなる効果があります。軍ですら使用が禁止されている水銀弾（弾丸の先端に水銀を封入し、着弾時に水銀が飛び出すようにしてある）は、そうなる効果を狙ったものです。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.3

s_hyama

＞ピーナッツ1粒でビルを吹っ飛ばすことが可能なのでしょうか？

鼻に詰めたピーナッツを飛ばせる人なら知っています。

お礼

案外誰でも出来そうですね。

回答No.2

uen_sap

この式はエネルギーと質量は等価・・同じものだ、と言っているだけです。

従って、質量が微量でも減少すればc^2がかかりますので、膨大なエネルギーが取り出せることを意味します。
我々の日常生活レベルでは、質量の減少するような事例は目にできませんが、原子のような
ミクロの世界では、これが現れます。

太陽は水素どうしが融合してヘリウムになる反応が継続して起こっていますが、この時
質量が減少してエネルギーとなり、周囲にエネルギーの大放出を行っています。
その恵みを我々は受けています。
核分裂でも同様に質量が減少しますのでエネルギーが放出されます。
これを利用しているのが原子力発電所、原爆もその一つです。

ピーナッツ一つでもその質量が本当に「0」になれば、ビルの一つは軽く吹っ飛びますが、
ピーナッツを構成する原子を分裂させるのにそれ以上のエネルギーを必要とするでしょう。

お礼

エネルギー効率で考えると、
ピーナッツはうまくいかないみたいですね。
例の式の意味するところは、難しいですね。
質量の減少とかかわりがあるんですね。
ご回答ありがとうございました。

補足

すいません。
以下の意味が分かりませんでした。

＞従って、質量が微量でも減少すればc^2がかかりますので、膨大なエネルギーが取り出せることを意味します。

なぜ、質量が減少することがエネルギーの発生となるのでしょうか？

回答No.1

noname#208392

>植物も質量があるので、ピーナッツ1粒でビルを吹っ飛ばすことが可能なのでしょうか？
何らかの方法で、質量を全部エネルギーに変えることができればね。

エネルギーを取り出すには何らかの方法が必要で、その方法は何でもいいというわけにはいきません。
自動車が走るのはガソリンからエネルギー(化学エネルギー)を取り出して、それを利用しているからですが、鉄板でできたドンがらにガソリン入れてもドンガラは走りません。
また、気化させて空気と混ぜただけじゃ、やっぱりエネルギーを取り出せません。
火をつけないと。

じゃ、E=mc^2のエネルギーはどうやって取り出すのか。
典型的な方法は、反物質をぶつけることです。
反物質とは、反対の性質をもつ物質のことで、電子に対しては陽電子が反物質になります。
陽電子はプラスの電荷をもった電子で、陽電子と電子をぶつけるとその二つの電子(質量)は全部エネルギーに変わります。

陽電子の他にも反陽子とか反中性子とかそういう反物質があります。

さてここからは空想上の話。
陽電子、反陽子、反中性子を組み合わせれば、あらゆる元素について反物質(反元素？)を作ることができます。
ですから、反ピーナッツというものできるはずです。
もし、あなたが反ピーナッツをつくり、それを安全に扱う技術を確立すれば、普通のピーナッツと反ピーナッツで、水爆なんかも目じゃない爆発を起こすことができるわけです。
ピーナッツ一粒、いや対で必要だから二粒で、ビルどころか都市全体が吹っ飛びます。
世界はあなたの手に・・・・・・・

お礼

ピーナッツの場合は簡単にはいかないんですね。
原爆は簡単に出来てるみたいですけどね。今は。
ご回答ありがとうございました。