体重60kgのおじさんが、仮に光の速さで、激突した時、そのエネルギーを計算してください
承知いたしました。光速で激突する物体のエネルギーを計算します。
この場合、特殊相対性理論における「運動エネルギー」ではなく、質量が完全にエネルギーに変換される場合の「静止エネルギー」を考えるのが適切です。なぜなら、光速に達する物体は、その質量が無限大に近づくため、通常の運動エネルギーの計算式では表現できないからです。
アインシュタインの有名な質量とエネルギーの等価性の式を使用します。
E=mc2
ここで、
E はエネルギー (ジュール, J)
m は質量 (キログラム, kg)
c は光速 (約 299,792,458 メートル/秒, m/s)
与えられた値:
m=60 kg
c≈299,792,458 m/s
計算:
E=60 kg×(299,792,458 m/s)2 E≈60 kg×8.98755×1016 m2/s2 E≈5.39253×1018 J
このエネルギーは、広島型原子爆弾(約 6.3×1013 J)と比較しても非常に巨大な値です。
結論として、体重60kgのおじさんが仮に光の速さで激突した場合、その際に解放されるエネルギーは、5.39×1018 ジュールという途方もない量になります。これは、現在の技術では到底実現不可能なシナリオであり、もし発生すれば壊滅的な影響をもたらすレベルのエネルギーです。
---------------------------------------------------------おじさんの持つエネルギー-----------------------------------------------
この激突時のエネルギー5.39×1018 ジュールをトンに直して見た
エネルギーを「トン」に換算する場合、一般的にはTNT(トリニトロトルエン)換算トンという単位が用いられます。これは、TNT火薬の爆発によって放出されるエネルギーを基準にしたものです。
TNT換算の定義として、最も一般的に使われるのは以下の値です。
1 TNTトン=4.184×109 ジュール(4.184 ギガジュール, GJ)
与えられたエネルギーは 5.39×1018 ジュール ですので、これをTNTトンに換算します。
TNT換算トン=1 TNTトンあたりのジュールエネルギー(ジュール)
TNT換算トン=4.184×109 J/トン5.39×1018 J
TNT換算トン≈1.288×109 トン
これは、約 12.88 億トン、または 1.288 ギガトンに相当します。
参考までに、広島に投下された原子爆弾のエネルギーは、約 15 キロトン(15,000 トン)のTNT換算とされています。今回計算したエネルギーは、それと比較しても桁違いに巨大な量であることがわかります。
※しかし、これは、あくまでも、仮定の話であり、叔父さんが仮に、光の速度まで、加速する過程で焼き切れてしまい、残った少し欠片のエネルギーにしかならないが、
※たとへ、少しの質量が残っていても、莫大なエネルギーになる事は確かだが、---------------------
※まず、現実に、叔父さんが、光の速度に加速させる手段が無いので、現実的では無い