Атомная бомба взрывается внутри «небьющегося» контейнера, который стоит на весах. Изменяется ли «вес» контейнера?

Я читал, что большая часть «массы» протона на самом деле была энергией кварков и глюонов, а не реальной массой, которая была связана с полем Хиггса. Это заставило меня задуматься об объектах в макроскопических масштабах и об эффектах энергии и массы в замкнутой макроскопической системе.

Я читал бурные дебаты и споры о значении эквивалентности массы и энергии и о том, что она означает в терминах «веса» объекта.

Итак, мой вопрос заключается в том, что если указанная атомная бомба взорвется внутри какого-либо совершенно непроницаемого контейнера, изменится ли измеренный вес контейнера, если предположить, что никакое излучение не может выйти из самого контейнера?

Хороший контейнер. Могу ли я получить один? В любом случае, короткий ответ - нет. Измеренный вес будет таким же. Содержание энергии в контейнере остается прежним, следовательно, связь с гравитацией (весом) также остается прежней. Я не уверен, откуда берутся дебаты. Физика однозначна: именно энергоемкость ящика (+ гравитационное поле Земли) определяет вес. Вся энергия тяготеет. Ни на йоту не имеет значения, считаете ли вы, что внутренняя энергия считается массой покоя какой-либо частицы (частиц).
Коробка действительно будет впечатляющей! Независимо от того, насколько мала ваша бомба, коробка должна защищать от нейтрино, что даже для лучших материалов, которые вы можете найти, делает ее толщиной не менее нескольких световых лет. Помимо этих незначительных сложностей, ответ довольно прост.
Взрыв, скорее всего, сотрясет контейнер; поэтому, если вы поставите свой контейнер на весы, его номер покажет кирку во время взрыва. Например, поставьте коробку на весы (довольно большую), затем войдите внутрь коробки, захлопните ее дверцу и прыгайте. Хотя содержание энергии в коробке не изменится, судья действительно согласится с тем, что число на весах будет другим.
Компания, у которой вы купили контейнер, вас обманула. Как и компания, из которой вы привезли атомную бомбу.
Коробка тоже идеально изолирована? если да, то вес не меняется. Если он в конечном итоге выделит все тепло взрыва, его масса определенно станет меньше после того, как он остынет до комнатной температуры.
Альтернативная версия вопроса, чтобы он не касался значения слова «нерушимый»: если атомная бомба взорвется внутри горизонта событий черной дыры, изменится ли масса черной дыры? (Как следствие взрыва: я не имею в виду одновременное излучение Хокинга, которое все равно произошло бы...)

Ответы (2)

Нет, это не изменится из-за закона сохранения энергии или закона сохранения массы — это те же самые законы в теории относительности, где Е знак равно м с 2 . Ядерная энергия, извлеченная из ядер путем деления, будет преобразована в другие формы энергии внутри ящика — в конечном счете, в тепловую энергию.

Высокая температура означает, что частицы движутся с более высокими скоростями, а также имеют более высокую массу из-за релятивистской зависимости массы от скорости. Это увеличение массы из-за более высокой скорости/температуры частиц точно компенсирует общее уменьшение массы покоя.

Внутри ящика гравитационное поле было бы другим, потому что в общей теории относительности не только плотность массы/энергии, но и давление — все компоненты тензора энергии-импульса — влияют на локальное гравитационное поле. Однако, если предположить, что коробка будет совершенно несжимаемой и т. д., гравитационное поле вне коробки будет полностью определяться общей массой коробки, а не деталями давления внутри полости, поэтому оно не изменится. Из-за принципа эквивалентности масса, измеренная весами, и/или сопротивление ускорению также останутся неизменными.

Означает ли это, что излучение внутри ящика, несмотря на то, что его «форма» представляет собой либо массу, либо энергию, вносит свой вклад в гравитационное поле, которое затем влияет на масштаб? Таким образом, все излучение, оставшееся в ящике, и все излучение, которое идет на такие процессы, как нагрев внутренних стенок ящика и т. д., будут вносить такое же количество «гравитации», как и до взрыва?
Да, как я уже писал, радиация в ящике вносит такой же вклад в гравитацию. Излучение имеет ненулевой тензор энергии-импульса (импульс, плотность энергии и поток), а ненулевой тензор энергии-импульса является причиной гравитации в ОТО.

Я согласен со многими пунктами, упомянутыми в предыдущем посте, но ответ таков: «Да, вес (масса) изменится».

Мои причины просты. Вы утверждаете, что используется небьющийся контейнер, так что продукты взрыва будут содержаться внутри. Каким бы небьющимся ни был этот контейнер, он не сможет удержать все излучение, образовавшееся при взрыве. Альфа- и бета-излучение, вероятно, будут сдерживаться, но не гамма-лучи и, возможно, другие формы излучения. Если контейнер нагреется, он будет излучать широкий спектр электромагнитных волн, инфракрасный и, возможно, видимый свет (он может раскаляться докрасна). Поскольку все эти виды излучения уносят энергию, масса (и вес) будут изменяться в соответствии с упомянутой эквивалентностью массы и энергии E=m*c^2.

Другой потерей будут нейтрино, образующиеся при радиоактивном распаде. Нейтрино — это маленькие элементарные частицы, которые лишь еженедельно взаимодействуют с другим веществом. Никакой контейнер не может содержать их. Каждую секунду огромное количество нейтрино, производимых Солнцем, проходит через Землю, проходит через каждого человека на планете, и лишь крошечный процент из них взаимодействует с ядрами атомов на своем пути.

Эти нейтрино имеют крошечную массу и изменили бы вес.

Ваш контейнер должен быть не только небьющимся, но и непроницаемым для радиации и нейтрино, а кроме того, он не должен проводить никакого тепла (что практически невозможно). В этом маловероятном случае «вес» не изменится.

Удачи с этим. ;-)

Я думаю, из его вопроса довольно ясно, что это всего лишь мысленный эксперимент, предназначенный для понимания взаимосвязи между энергией и гравитацией. Я не уверен, почему все сосредотачиваются на неактуальной «инженерной» проблеме проектирования коробки.
Атомная бомба взрывается внутри «небьющегося» контейнера, который стоит на весах. Изменяется ли «вес» контейнера?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v