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質量とエネルギーの計算(E=mc²)

更新:2026年9月

質量を入れると、その質量がすべてエネルギーに変わったときの大きさを、アインシュタインの式E=mc²で計算します。エネルギーの値から、もとの質量を求めることもできます。

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くわしい条件を変える(なくても計算できます)
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計算方法

E = m × c²(E:エネルギー[J]、m:質量[kg]、c:真空中の光の速さ = 299,792,458m/s)

例:1gの質量がすべてエネルギーに変わると、E = 0.001 × 299,792,458² ≒ 8.988×10¹³J(約2,497万kWh)にもなります。これはTNT火薬に換算すると、広島に投下された原子爆弾(推定約15キロトン)に近い規模です。

この式は、質量そのものが莫大なエネルギーに相当することを表した、アインシュタインの特殊相対性理論の関係式です。実際の原子核反応(核分裂・核融合)では、反応の前後でわずかに質量が減り(質量欠損)、その分だけがエネルギーとして放出されます。

出典:CODATA 2022 推奨値(真空中の光の速さ c)、質量とエネルギーの等価性(E=mc²)の定義式(特殊相対性理論の基本関係式)

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よくある質問

E=mc²はどういう意味?

質量とエネルギーは同じものの2つの表れ方で、質量に光速の2乗をかけると、それに相当するエネルギーの大きさになる、という関係を表す式です。

光速を2乗するとなぜあんなに大きくなるの?

光速(約3億m/s)はとても大きい数なので、それを2乗するとさらに大きくなり、わずかな質量でも莫大なエネルギーに相当することになります。

原子力発電はこの式のとおりのエネルギーが出るの?

いいえ。核分裂で失われる質量は、もとの質量のごく一部(1%に満たない割合)です。E=mc²は、その失われた質量ぶんのエネルギーを計算する式として使われます。

日常のものが動くときも質量は減っている?

理論上はわずかに変化していますが、あまりに小さすぎて、ふつうの方法では測れません。

質量欠損とは?

核反応の前後で、生成物の質量の合計が、もとの物質の質量の合計よりわずかに少なくなることです。その差がエネルギーとして放出されます。

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