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Calculadora de energia de repouso

· Última atualização：2026-08-29

Energia de repouso E₀ = mc²: os 0.510999 MeV do elétron e os 938.272088 MeV do próton são as duas âncoras da tabela de massas da física de partículas (nêutron 939.565421 MeV; massa personalizada em kg bem-vinda). Retorna massa (kg e unidades de massa atômica) e energia (joules + unidades eV) — é assim que os artigos de colisores citam massas: um MeV é uma unidade de massa.

Execução

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Escrito pela equipe Elysia Tools

Guia de uso da ferramenta

Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.

Fatos principais

Categoria
Science & Education
Tipos de entrada
select, number
Tipo de saída
text
Cobertura de exemplos
4
API pronta
Sim

Visão geral

A Calculadora de energia de repouso converte a massa invariante de partículas subatômicas ou corpos macroscópicos em sua energia equivalente através da equação fundamental E₀ = mc². A ferramenta suporta partículas padrão como elétron, próton e nêutron, além de massas personalizadas em quilogramas, retornando resultados instantâneos em Joules, elétron-volts (MeV), quilogramas e unidades de massa atômica (u).

Quando usar

  • Ao resolver problemas de relatividade restrita e física de partículas que exigem equivalência entre massa e energia.
  • Ao planejar cálculos de limiar de energia ou balanço energético em colisões e aniquilações de partículas.
  • Ao converter a massa de repouso expressa em kg ou u para unidades padrão de física de altas energias como MeV/c².

Como funciona

  1. 1Selecione uma partícula predefinida (próton, elétron ou nêutron) ou escolha a opção de massa personalizada.
  2. 2Se selecionar a opção personalizada, insira o valor da massa em quilogramas (kg) no campo numérico correspondente.
  3. 3A ferramenta aplica a equação de Einstein E₀ = m·c² utilizando a velocidade da luz no vácuo e as constantes fundamentais de conversão.
  4. 4Obtenha a energia de repouso calculada em Joules (J) e Megaelétron-volts (MeV), juntamente com a massa em kg e unidades de massa atômica (u).

Casos de uso

  • Cálculo da energia liberada em reações de aniquilação par elétron-pósitron.
  • Verificação de balanço de massa e defeito de massa em física nuclear e decaimentos de hádrons.
  • Determinação da energia equivalente de repouso para partículas hipotéticas ou massas arbitrárias em kg.

Exemplos

1. Cálculo da energia de repouso do próton

Estudante de Física

Contexto

Um estudante precisa encontrar a energia de repouso exata do próton em Joules e MeV para um exercício de cinemática relativística.

Problema

Converter a massa invariante do próton em sua energia equivalente sem introduzir erros de arredondamento em c².

Como usar

Selecione 'Próton' no menu suspenso de partículas e execute o cálculo.

particle: proton

Resultado

Obtém a massa de 1.67262×10⁻²⁷ kg (1.00728 u) e a energia de repouso correspondente a 1.50328×10⁻¹⁰ J (938.272088 MeV).

2. Determinação da energia de repouso para massa arbitrária

Pesquisador

Contexto

Um pesquisador está analisando a energia equivalente contida em uma micrograma de matéria condensada.

Problema

Calcular a energia intrínseca de repouso de uma amostra com massa personalizada em kg.

Como usar

Selecione 'Massa personalizada' no campo Partícula e informe o valor em quilogramas no campo correspondente.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula usada no cálculo da energia de repouso?

O cálculo utiliza a relação de equivalência massa-energia de Einstein E₀ = mc², onde m é a massa de repouso e c é a velocidade da luz no vácuo.

Por que a física de partículas expressa massa em MeV?

Devido à equivalência direta entre massa e energia pela constante c², MeV/c² é a unidade prática preferida para descrever a massa invariante de partículas.

Quais partículas já vêm predefinidas na ferramenta?

A calculadora inclui valores predefinidos de alta precisão para o elétron (0.510999 MeV), próton (938.272088 MeV) e nêutron (939.565421 MeV).

Como inserir notação científica para massas personalizadas?

Você pode digitar valores usando o formato padrão de expoente, como 9.109e-31 ou 1.672e-27, no campo de massa personalizada.

Qual é a conversão de unidades de massa atômica (u) para MeV?

Uma unidade de massa atômica unificada (1 u) equivale a aproximadamente 931.494 MeV de energia de repouso.

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Calculadora da força de Ampère

Força de Ampère sobre um fio com corrente, F = B·I·L·sinθ: unidades de B, I e L selecionáveis, com a magnitude, a força de referência a 90° e a direção (perpendicular ao fio e ao campo, regra da mão direita). Âncoras: 1 T, 1 A, 1 m em ângulo reto dão exatamente 1 N; inclinar a 30° reduz à metade (sin 30° = ½) e em paralelo zera; o campo terrestre de 50 µT empurra o mesmo fio com apenas 50 µN.

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Calculadora de força de Coulomb

Lei de Coulomb F = k·|q₁q₂|/r², com k = 8.987552×10⁹ N·m²/C²: as cargas têm sinal, a magnitude sai de |q₁q₂| e o produto dos sinais decide atração ou repulsão. Âncoras: duas cargas de 1 C a 1 m se repelem com 8.99×10⁹ N — a demonstração clássica de quão enorme é o coulomb; o par elétron-próton no raio de Bohr se atrai com 8.24×10⁻⁸ N.

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Calculadora de potencial elétrico

Potencial de uma carga pontual V = k·Q/r com o sinal preservado: uma fonte positiva eleva o potencial, uma negativa o abaixa; além disso converte para a energia potencial que um elétron teria ali, U = −e·V, em eV para que a escala atômica se leia direto. Âncoras: 1 µC a 1 m dá 8987.55 V; o potencial do próton no raio de Bohr é 27.211386 V e −e·V = −27.211386 eV, exatamente o dobro dos 13.6 eV de ionização do hidrogênio (divisão do virial: metade potencial, metade cinética).

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Calculadora da fem de indução de Faraday

Lei da indução de Faraday |ε| = N·ΔΦ/Δt: unidades de espiras, fluxo e tempo selecionáveis, com a magnitude da fem e a nota do sinal de Lenz. O weber é definido por esta lei: uma espira que vê um weber de variação de fluxo por segundo induz exatamente um volt. As espiras se multiplicam: uma bobina de 200 espiras cujo fluxo varia 0.5 mWb em 10 ms empilha 200 × 0.05 V = 10 V — o princípio que vai da dinamo de bicicleta ao alternador de uma usina.

particle: custom, customMass: 1.0e-9

Resultado

Exibe o equivalente energético total de 8.98755×10⁷ Joules gerado pela conversão completa da massa.