Massa e Energia

Para alguns alunos as matérias estudadas em Física são completamente incompreensíveis. Isso se dá não apenas pela complexidade do assunto, mas também por certo medo existente nos estudantes em entender, atribuir e completar fórmulas encontradas a dezenas, centenas ou milhares de anos atrás, quando pouco ainda se sabia sobre tecnologia. A relação entre massa e energia, que nós chamamos de Teoria da Relatividade é um dos pontos mais importantes do estudo, mas também causa certo desconforto por conta de seu criado, Albert Einstein. No entanto, antes de falarmos especificamente sobre essa teoria, vamos primeiro entender os dois termos importantes dessa “equação”, massa e energia.

O que é massa e energia?

Massa nada mais é do que o termo que diz respeito à quantidade de matéria existente em um corpo ou objeto. Na física e na química a denominamos como a quantidade total de prótons, nêutrons e elétrons ou as o que se denomina como partículas subatômicas. É importante sabermos também que a massa de um corpo é a mesma, sem importar sua posição no espaço, já que o número de átomos não muda.

Encontrar a massa de um corpo ou saber seu valor é importante para os cálculos de aceleração de um objeto. Por exemplo, se você está em um carro e uma força é aplicada a ele, a aceleração de objeto será uma, mas se existirem mais três pessoas no mesmo veículo, esse valor será diferente, já que as massas desses outros corpos também deverão ser levadas em conta.

Já energia é uma palavra que deriva do grego “ergos” e que significa trabalho. Na física, denominamos como força a capacidade que qualquer corpo possui de realizar um movimento, trabalho ou ação. Por isso, esse conceito é amplamente associado à força.

No entanto, é preciso lembrar que a energia não é criada, ela é apenas modificada, sendo que cada uma delas é capaz de causar fenômenos diferentes. Existentes diversos tipos de energia como: química, elétrica, mecânica, solar, muscular, atômica, entre outras.

A relação entre massa e energia

Você provavelmente já ouviu falar sobre a Teoria da Relatividade, mesmo que o mais comum seja que conheçamos apenas a forma E = mc2. Embora amplamente reconhecida, a fórmula nem sempre é utilizada, já que muita gente não sabe onde aplica-la ou simplesmente não conhece seu significado.

Alberto Einstein, o físico mais conhecido do mundo, publicou seus trabalhos sobre a relatividade em 1905, com a ideia de que a massa de um corpo em inércia varia sempre que ele perde ou ganha energia. Para explicar melhor é preciso entender que existe uma equação muito parecida com a amplamente reconhecida citada acima, a ∆E = (∆m) x c2.

Agora, se voltarmos à teoria de que um corpo tem sua massa inercial alterada sempre que perde ou ganha energia, entendemos que um corpo sempre ganhará ∆E (energia), quando sua massa ∆m tem um aumento.

Para comprovar essa teoria, Einstein utilizou a fórmula ∆E = ∆m x c2. Com isso, toda vez que o corpo perde energia, sua massa de inércia também diminui, assim como toda vez que ganha, a massa inercial aumenta. Para entender melhor vamos dar um exemplo.

Imaginemos que a massa de uma bola de ferro quente fica maior do que a massa de uma bola, também de ferro, só que fria. Ou até mesmo que uma mola elástica tem mais energia quando essa mola está comprimida, ou seja, a massa inercial da mola modifica tanto quando ela é comprimida quanto quando é esticada.

No entanto, você deve estar se perguntando: Mas você me disse que a massa de um corpo não muda independente de qual lugar do espaço ela está, certo? Sim, é verdade e a Teoria da Relatividade de Einstein nos mostrou que as mudanças da massa inercial são tão pequenas que se colocarmos os corpos em uma balança ela não detectará nenhuma mudança.

O que altera é então a análise realiza pelos físicos, que conseguem ver as transformações que aconteceram dentro do núcleo atômico de cada corpo em cada uma das circunstâncias ditas. Isso porque as variações de massa e também as transformações vão muito além de uma simples reação química e não podem ser encontradas com tanta facilidade quanto à mudança de massa na balança, por exemplo.

Isso porque no interior desses núcleos existentes dois tipos diferentes de energia potencial, a elétrica (responsável pela repulsão que existe entre os prótons) e também a energia potencial nuclear (que diz respeito à força que mantém os componentes de um núcleo unidos).

Portanto, sempre que você sobe na balança e nota que ganhou ou perdeu peso, na verdade você está constando que você ganhou ou perdeu átomos. Para exemplificar melhor, vamos imaginar o seguinte: quando você entra na piscina tem a impressão que seu corpo está mais leve, certo? No entanto, você sabe que não está e o que te faz ter essa sensação é a energia aplicada em seu corpo quando você está nesse ambiente.