如果將一個一公斤的物體直線加速到光速,它的動能大概有多大呢?

饕鬄之宴

反對高票答案@零維立方體。首先,真空中的光速並不是精確的30萬千米/秒,這只是一個近似值,準確的數值為299792458米/秒。如果按照這位答主假定的速度為299999999.999997米/秒,那麼,這個速度早已超過了光速。其次,速度趨於光速的情況下,動能公式並非Ek=1/2mv^2,這個公式只能用在速度遠低於光速的情況。此外,也沒有mc^2=1/2m0v^2+m0c^2這樣不知所云的公式。下面,簡單來回到一下題主提出的問題。

根據狹義相對論,靜止質量不為零的物體並不能加速度到光速,因為物體的運動質量會隨著速度趨於光速而變得無窮大,動能也會變得無窮大。運動質量m、靜止質量m0,速度v和光速c的關係式如下:

根據牛頓第二運動定律:

F=d(mv)/dt

在高速運動下,動能Ek並不等於1/2mv^2。物體從靜止狀態下開始加速,它最終獲得的動能即為外力所做的功:

dEk=F·ds=d(mv)/dt·vdt=v·d(mv)

把運動質量公式代入上式,並從0到v對上式進行定積分可以得到相對論的動能公式為:

可以看到,物體的動能來自於由運動所引起的質量增加Δm所蘊含的能量。例如,當v=0.99c時,其動能為5.47×10^17焦耳;當v=0.999999c時,其動能為6.35×10^19焦耳。而當物體的速度無限趨於光速時,它的動能將會趨於無窮大。

此外,如果當速度遠低於光速時,對上式進行二項式展開,很容易可以得到:Ek≈1/2mv^2,所以我們平時使用的動能公式只是一個低速近似公式。

另一方面,如果想要徹底摧毀太陽,就必須克服使太陽維持結構穩定的引力結合能。通過計算可知,太陽的引力結合能為2.3×10^41焦耳。把該數據代入相對論的動能公式,可以計算出v=0.99…99c(總共40個9)。因此,對於靜止質量為1千克的物體,只要使其速度被加速到這個速度時,它就擁有足夠大的動能來擊毀太陽。


火星一號

你這個問題本身就不成立,因為有靜質量的物體根本不可能被加速到光速,如果等於光速了,物理定律就不成立;失去現實意義;但是我們可以做假設,假設物體足夠強硬,且太空中沒有障礙物。

由於物體具有質量,根據愛因斯坦相對論中的質量與能量關係,一個運動著的物體所含有的總能量等於靜止時的能量與運動時的能量之和,寫成公式就是mc^2=1/2mo x v^2+moc^2,由於你是說的動能,所以就取質量為靜質量,也就是1kg。由於物體的運動速度不可能等於光速,那我們就取速度慢慢接近光速時來計算,看看究竟要到什麼程度,才能將太陽擊毀。

1:當v=0.99c時,v=297000000m/s。Ek=1/2mo x v^2 = 4.4105e+16焦耳

2:當0.999999c時 v=299999700m/s。 Ek=1/2mo x v^2 = 4.4999910000045e+16焦耳

3:當0.9999999999c時 v=299999999.97m/s。 Ek=1/2mo x v^2 = 4.4999999991e+16焦耳

4:當0.99999999999999c時 v=299999999.999997m/s。 Ek=1/2mo x v^2 =4.49999999999991e+16焦耳

5:當0.999999999999999999c時 v=299999999.9999999997m/s。 Ek=1/2mo x v^2 =精確度不夠

6:當0.9999999999999999999999c時 v=299999999.9999999999999m/s。 Ek=1/2mo x v^2 =精確度不夠

7:可以看出速度的增加,這個物體的動能接近5e+16次方焦耳,而廣島那可原子彈爆炸能量為5.25e+14次方焦耳,這個衝擊產生的能量相當於100顆原子彈同時爆炸,如果放在太陽上,那將是小菜一碟,對太陽不會造成什麼影響。


零維立方體

首先,這個假設不成立。從經典物理學的觀點出發可以這樣理解。

已知:速度v等於加速度a與時間t的積,力F等於質量m與加速度a的積。

以上只在低速系統下成立的,當速度接近光速時,根據相對論基本公式之一的洛倫茨變換,可以知道時間變短了。並且,由洛倫茨變換可以推出光速系統下的時間是0。

因此,當你對一個系統加速,這個系統的速度越接近光速那麼對你來說這個系統的時間將變短至0,那麼從v=at來講,你無法將這個系統的速度增大超過光速。

其次,根據相對論裡說的,如果達到光速,那它的質量會接近無限大,所需的能量也是無限大的。如果真有這麼大的能量把它加速到光速,那它的動能也將無限大。

最後,對於能否擊毀太陽,這個也是不會的。如果這個物體是一般物體,那它應該接近不了太陽;如果它熔點足夠高,也還是不行,想想你拿一束激光去打珠穆朗瑪峰,能把珠峰摧毀麼……


冥言

這是不可能的,沒有這麼快的動力源,也就是說,沒有什麼動力源能夠達到光速來推動這個物體。如果有這麼一個動力源能夠推動這個物體達到光速,這個物體在空間會怎樣呢?,空間什麼都沒有,沒有空氣,是真空的,但是太空中的星球之間的磁場互相交織在一起,整個太空中到處都是磁場,只要有星球的地方就有磁場,小的速度遨遊太空不會有任何反應,但是這麼高的速度飛行就可能在單位時間內切割一定數量的磁力線,飛行中的不是能量,能量是沒有體積沒有質量的,而這個物體在有質量和體積的,它屬於一個實實在在的物體,這個物體切割一定數量的磁力線之後,這個物體內部就會有電場,會產生電流,這個電流在物體內部產生閉合電路,發熱發光,而解體或燒燬。最後分解為無形的能量,熱和光,氣體,飄散在太空中。


寶樹白石34222787

直截了當的來公佈答案,首先。如果不考慮這個東西破損的話。一公斤的物質被加速到光速擊中太陽,當然可以擊毀太陽!!我知道,說到這裡,那些書呆子們還有那些死腦筋的專家們一定會跳出來。說一大堆理論公式告訴我,這是不可能的。咱不跟你說那個。就說提出這個問題,一公斤的物質被加速到光速。且這東西足夠結實啊。沒有,在加速的過程中破損。根據愛因斯坦相對論來說,光速是整個宇宙的速度極限。任何物質在運動過程中,速度越大,質量越大。物質越接近光速。質量就接近無限大。那麼來說一公斤的物質。當速度達到光速時,也就是無限大的質量。無限大的質量,面對一個有限大的質量,(太陽)如果擊中它,你說會不會機會他。


專注搬磚30年

假如將一個一公斤的物體直線加速到光速,它的能動能有多大。目前有兩種理論,有兩種答案。

一個理論是愛因斯坦狹義相對論。相對論的時空要變換,相對論的質量要變換。一公斤的物體加速到光速,他的質量經過洛倫茲變換以後是無窮大的。也就是說這個物體的動能是無窮大的,不要說撞擊毀滅太陽,就是毀滅宇宙也是有可能的。這個理論不符合邏輯,所以楊春華先生堅決反對相對論。

一個理論是牛頓楊春華理論體系。時空不變是絕對的時空,質量不變是絕對的質量。一公斤的物體加速到光速,這個物體具有兩種能量,一種是動能,一種是電磁能,電磁能等於動能。也就是說這個物體變成了一個超級大光子。這個物體的動能是1/2mv平方,這裡把v換成c,這個物體的總能量是兩倍的動能。這個物體的能量也是很大的,但是它不足以擊毀太陽


超級科學大師


董豔臨

這個物體的能量並非無限大,還不足9.E16公斤米/秒²,估計擊毀不了太陽,就是說估計太陽能夠經受得住4.5E16公斤米/秒²動能的打擊。要想擊毀太陽擊毀估計得把月亮加到光速。


老堪69294438688

問題有點low,根本就不可能實現。

首先要搞清楚幾個概念問題:

1.初動能Ek0=1/2*m*v0*v0,設經過時間t,v=v0+a*t,則Ekt=1/2*m*v*v。

2.太陽光射到地球時間為,約8.3分鐘,太陽距地球:約1.58×10-5光年。

3.按照愛因斯坦的理論來說,這件物品會回到過去,但是在加速的同時與空氣的摩擦力足以讓他燃燒殆盡。太陽表面溫度約5500 攝氏度、中心溫度約2000萬攝氏度,還沒接近已變成氣化。自然無法擊毀太陽,否則太陽不知道毀滅無數回。

4.另外,目前科學證明,沒有任何東西可以達到或者超越光速。


菩提在雲遊

一言不合就搬出愛因斯坦的理論,有質的物體加到光速質量無窮大,這我沒意見。但撞擊時會毀滅一切就不見得了。假如一根縫衣針以光速尖頭在前穿過一個人,如不是要害,我不信這個人就會死,當然一個人體吸收的能量不值一提,但如果是射入地球呢,想象一下,我想是如泥入大海無聲無息的這根針到了地球幾百幾千公里深處了,地球沒有一點感覺


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