201. Вычислите собственную энергию учебника физики массой 0,2 кг и сравните ее с энергией, вырабатываемой за год Волжской ГЭС (1010 кВт·ч/год).

Для решения этой задачи нам понадобятся формула Эйнштейна для энергии покоя и умение переводить единицы измерения.

Собственная энергия учебника физики рассчитывается по формуле:

$$E = mc^2$$

где:

• E - энергия покоя,
• m - масса учебника (0,2 кг),
• c - скорость света в вакууме (примерно 3⋅10⁸ м/с).

Подставим значения и вычислим энергию:

$$E = 0.2 \text{ кг} \cdot (3 \cdot 10^8 \text{ м/с})^2 = 0.2 \text{ кг} \cdot 9 \cdot 10^{16} \text{ м}^2/\text{с}^2 = 1.8 \cdot 10^{16} \text{ Дж}$$

Теперь сравним эту энергию с энергией, вырабатываемой Волжской ГЭС за год. Энергия ГЭС дана в кВт⋅ч/год, поэтому переведем её в Джоули:

$$10^{10} \text{ кВт} \cdot \text{ч} = 10^{10} \cdot 1000 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с} = 3.6 \cdot 10^{16} \text{ Дж}$$

Сравним энергию учебника и энергию, выработанную ГЭС:

$$1. 8 \cdot 10^{16} \text{ Дж} < 3.6 \cdot 10^{16} \text{ Дж}$$

Энергия, выработанная Волжской ГЭС за год, больше собственной энергии учебника.

Ответ: Собственная энергия учебника физики равна 1.8⋅10¹⁶ Дж, что меньше энергии, вырабатываемой за год Волжской ГЭС (3.6⋅10¹⁶ Дж).