Resolução das atividades complementares Física ... - WebTVMarista

F15 — Física Moderna
p. 100
1 (Unicenp-PR) O quarto artigo de Einstein foi “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento”.
Partindo de situações envolvendo eletromagnetismo, ele propôs a Teoria da Relatividade Restrita. Um dos
princípios básicos dessa genial conclusão de Einstein é a relatividade do tempo – a noção de que a passagem
do tempo depende da velocidade com que um corpo se movimenta.
A respeito dessa teoria, imagine uma situação curiosa: dois gêmeos idênticos, ao completarem 20 anos de
idade, ganham de presente de aniversário viagens para serem realizadas simultaneamente. O primeiro pega
seu carro e começa a correr o mundo, sempre obedecendo aos limites de velocidade de cada país. O segundo,
mais arrojado, decide se lançar numa viagem espacial com velocidade apenas 20% menor que a velocidade
da luz no vácuo. Tamanha a rapidez da nave espacial, o segundo gêmeo experimenta uma dilatação do tempo
medida pela equação
T2
T 5 , em que:
1
2 v
1 2
T representa o tempo de viagem do primeiro gêmeo;
1
T representa o tempo de viagem do segundo gêmeo;
2
v representa a velocidade de viagem na nave do segundo gêmeo;
c representa a velocidade da luz no vácuo.
Passados 50 anos em nosso planeta, os dois gêmeos retornam e algo estranho pode ser observado: um
deles aparenta estar bem mais novo que o outro. Essa experiência fictícia é conhecida como Paradoxo dos
Gêmeos. Considerando-se apenas fatores genotípicos, calcule a idade aparente do segundo gêmeo e assinale
a alternativa que a apresenta:
a) 50 anos. c) 80 anos. e) 100 anos.
b) 60 anos. d) 90 anos.
Resolução:
Sendo: T 5 50 anos, V 5 0,8 C, temos
1
T2
50 5
→ T 5 50 ? 0,6 5 30 anos
2
2
(0,8 C)
1 2
C
2
c
0
2
A idade aparente do segundo gêmeo é dada pela soma do tempo que ele permaneceu na Terra com o
tempo de duração da viagem: 20 1 30 5 50 anos.
2 (FRB-BA) A teoria da relatividade restrita estabelece que:
a) a energia cinética e a massa de um corpo estão dissociadas.
b) a massa inercial dos corpos tem valor constante.
c) as estrelas, ao emitirem luz, ganham massa.
d) cada aumento ou diminuição da energia de um corpo corresponde a aumento ou diminuição de sua massa.
e) quanto maior for a massa de um corpo, menor a resistência que ele oferece à variação de sua velocidade.
Resolução:
Sendo E 5 mc2 E
, temos m
c . 5
2
Daí, concluímos que, quanto maior for a energia (E) do campo, maior será sua massa (m).
aumento de E → aumento de m
aumento de E → diminuição de m