Differenza tra energia e materia
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Differenza principale: energia e materia
Energia e materia sono due concetti fondamentali in fisica. Questi concetti sono profondi e spesso astratti. Pertanto, non è possibile effettuare un confronto diretto e chiaro. Classicamente, la materia è "definita" come "tutto ciò che ha massa e occupa lo spazio" mentre l'energia è descritta come "la capacità di fare lavoro". Tuttavia, queste non sono descrizioni complete. A un livello base, potremmo dire che il differenza principale tra energia e materia è che la materia si riferisce a "oggetti" mentre energia si riferisce a a proprietà che un oggetto potrebbe avere [1].
Che cosa è la materia
È difficile dare una definizione semplice a "importa"[1]. Come accennato in precedenza, la materia è stata tradizionalmente descritta come "le cose che hanno massa e occupano spazio". Tuttavia, ci sono diversi problemi con l'assunzione di questa definizione rigorosa. Per esempio, nella meccanica quantistica ci sono situazioni in cui due particelle potrebbero tecnicamente occupare lo stesso spazio. D'altra parte, ci sono particelle di scambio di forza che hanno massa (come bosoni W e Z) che non sono spesso considerate come "materia". Ai fini di questo articolo, considereremo la materia come fatta di quark e leptoni (di nuovo, questo non dovrebbe essere preso sul serio perché potenzialmente esclude la materia oscura!).
Cos'è l'energia
In generale, l'energia può essere suddivisa in tre tipi: energia di massa, energia cinetica e energia potenziale. L'energia di massa si riferisce all'energia associata al massa di un oggetto. Se un oggetto ha una massa 
, quindi l'energia 
associato a quella massa è dato dalla famosa equazione di Einstein che descrive equivalenza massa-energia:
dove 
è la velocità della luce nel vuoto.
Einstein scoprì la relazione fondamentale tra massa ed energia.
L'energia cinetica è l'energia che un oggetto ha dovuto al suo movimento. Più velocemente si muove un oggetto, più energia cinetica ha. Nella fisica classica, l'energia cinetica è spesso data da 
. Tuttavia, in relatività, l'energia cinetica è definita in termini di quantità di moto dell'oggetto, 
.
L'energia potenziale è l'energia che una particella ha a causa del modo in cui interagisce con altre particelle. Diversi tipi di energia potenziale includono energia potenziale gravitazionale (per particelle massive in campi gravitazionali) e energia potenziale elettrica (per particelle cariche nei campi elettrici).
Il energia totale per una particella libera-cioè una particella che non interagisce (in modo che non abbia energia sotto forma di energia potenziale), è data dalla somma delle energie di massa e cinetiche:
Probabilmente, il concetto più importante nella fisica classica è il legge di conservazione dell'energia. Questo afferma che l'energia totale in un sistema isolato è conservata. Ciò significa che l'energia non può essere creata o distrutta, ma piuttosto può essere solo convertito da una forma all'altra. Anche se l'affermazione sembra qualitativa, ha solide radici matematiche Teorema di Noether sviluppato dal matematico tedesco Emmy Nother.
Il lavoro di Emmy Noether (1882 - 1935) ha aiutato a rivelare le leggi matematiche alla base della conservazione dell'energia.
Differenza tra energia e materia
Definizione di base:
Importa descrive un oggetto.
Energia descrive a proprietà che un oggetto possiede.
Definizione classica:
tradizionalmente, importa è stato descritto come "cose che hanno massa e occupano spazio".
Energia è stato descritto come "la capacità di fare lavoro".
Riferimenti:
-
Strassler, M. (2012, 12 aprile). Materia ed energia: una falsa dicotomia. Recuperato il 29 settembre 2015 da Of Particular Significance:
Cortesia dell'immagine
"Albert Einstein" di Oren Jack Turner (Biblioteca del Congresso degli Stati Uniti) [Public Domain], tramite Wikimedia Commons
"Ritratto di Emmy Noether", autore sconosciuto [Public Domain], tramite Wikimedia Commons
