PARTE IV – FÍSICA MODERNA Tópico 2.pdf

272 PARTE IV – FÍSICA MODERNA 1 (UFMG) Ob serve esta figura: Nave Priscila Plataforma Paulo Sérgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma espacial, com velocidade de 0,7 c, em que c é a velocidade da luz. Para se comunicar com Paulo Sérgio, Priscila, que está na plataforma, envia um pulso luminoso em direção à nave. Com base nessas informações, é correto af irmar que a velocidade do pulso medida por Paulo Sérgio é de: a) 0,7 c c) 0,3 c b) 1,0 c d) 1,7 c Resolução: Na Teoria da Relatividade Restrita, Einstein postulou que a velocidade da luz no vácuo, em relação a qualquer referencial inercial, é igual a c. Resposta: b 2 (UFPE) Um astronauta é colocado a bordo de uma espaçona- ve e enviado para uma estação espacial a uma velocidade constante v = 0,8 c, em que c é a velocidade da luz no vácuo. No referencial da espaçonave, o tempo transcorrido entre o lançamento e a chegada na estação espacial foi de 12 meses. Qual o tempo transcorrido no referencial da Terra, em meses? Resolução: • ∆t’ = 12 meses; v = 0,8 c. • ∆t = ∆t’ 1 – v 2 c 2 = 12 1 – 0,64 = 12 0,6 ∆t = 20 meses Resposta: 20 meses 3 (Unesp-SP) Instituído pela Organização das Nações Unidas, 2005 foi o Ano Mundial da Física, em que se comemorou o cente- nário dos trabalhos revolucionários publicados por Albert Einstein, o mais importante cientista do século XX (segundo a revista norte- -americana Time). Na Teoria da Relatividade Especial, de Einstein, objetos que se movem com velocidade v em relação a um referencial inercial têm o tempo dilatado por um fator , para um observador em repouso nesse referencial. A t abela mostra valores de para diversos módulos da velocidade v, representados em múltiplos da velocidade da luz, c (ou 3,0 · 10 8 m/s). V 0,000 c 1,000 0,100 c 1,005 0,200 c 1,021 0,400 c 1,091 0,600 c 1,250 0,800 c 1,667 0,900 c 2,294 0,998 c 15,82 0,999 c 22,37 c Segundo este modelo, pede-se: a) qual a velocidade, em m /s, que deve ser ating ida pelo objeto para que a dilatação do tempo seja de apenas 0,5%? Comente como esse resultado explica por que as pessoas não percebem os efeitos da dilatação do tempo no seu dia-a-dia. b) se para o objeto passaram-s e 10 minutos, quantos minut os se passaram para um observador no referencial inercial que vê o objeto se movimentando à velocidade de 0,600 c? Resolução: a) • ∆t = ∆t’ + 0,005 ∆t’ = (1,005) γ ∆t’ • Da tabela: γ = 1,005 → v = 0,100 c v = 0,100 · 3,0 · 10 8 → v = 3,0 · 10 7 m/s No dia-a-dia, as pessoas lidam com corpos de velocidades des- prezíveis em relação a 3,0 · 10 7 m/s. b) v = 0,600 c → γ = 1,250 ∆t = γ ∆t’ = 1,250 · 10 min ∆t = 12,5 min Respostas: a) 3,0 · 10 7 m/s; no dia-a-dia as pessoas lidam com corpos de velocidades desprezíveis em rela ção a esse valor; b) 12,5 min 4 (UFC-CE) A f igura abaixo mostra uma nave espacial em forma de cubo que se move no referencial S, ao longo do eixo x, com velocidade v = 0,8 c ( c é a velocidade da luz no vácuo). O volume da nave, medido por um astronauta em repouso dentro dela, é V 0 . Calcule o volume da nave medido por um observador em repouso no referencial S. v y S z x Tópico 2

PARTE IV – FÍSICA MODERNA Tópico 2.pdf

Documents

Transcript of PARTE IV – FÍSICA MODERNA Tópico 2.pdf