Questões de Concurso Comentadas sobre relatividade em física

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Q3707654 Física
Julgue as sentenças abaixo como VERDADEIRAS (V) ou FALSAS (F).

( ) O efeito fotoelétrico só pode ser explicado considerando a natureza quântica da luz, como proposto por Einstein.
( ) A relatividade restrita prevê dilatação do tempo e contração do espaço em velocidades próximas à da luz.
( ) A fusão nuclear controlada já é a principal fonte de energia utilizada em reatores nucleares comerciais.

A sequência correta é:
Alternativas
Q3120692 Física

Em 1941, o experimento dos múons realizado por Bruno Rossi e David Hall, demonstrou que partículas instáveis vivem mais tempo, quando estão em movimento próximo à velocidade da luz, confirmando a dilatação do tempo prevista por Einstein. Suponha-se que um múon em repouso tenha uma vida média de t0 = 2,2µs, (microssegundos). Em um acelerador, ele é detectado movendo-se a v = 0,98c, onde c é a velocidade da luz. 


Qual é o tempo de vida médio do múon para um observador no laboratório? 


Considere: Imagem associada para resolução da questão

Alternativas
Q3025008 Física
Considerando os fenômenos físicos clássicos e relativísticos, assinale a alternativa CORRETA:
Alternativas
Q3025005 Física
Um novo exoplaneta com características similares às da Terra foi encontrado a “só” 40 anosluz de distância de nós. Conheça o Gliese 12 b, o mundo potencialmente habitável mais próximo do Sistema Solar já descoberto por astrônomos”

Fonte: https://super.abril.com.br/ciencia/nasa-identifica-exoplaneta-potencialmente-habitavel-proximo-de-nos. Acessado em 13/08/2024.

Um viajante espacial, possuindo uma nave capaz de atingir velocidades relativísticas, resolve viajar da Terra até Gliese 12 b. Sua nave futurística permite que ele viaje essa distância em apenas 30 anos contados por ele. (considere a Terra, Gliese 12 b e a nave como referenciais inerciais).
Nessa nave, existe um emissor de elétrons de alta energia capaz de fornecer a essas partículas velocidades de 50% da velocidade da luz em relação à nave. Qual será a velocidade dessas partículas em relação a um observador na Terra, considerando que essas partículas são emitidas no sentido contrário ao movimento da nave, e que a nave ainda está realizando manobras, com velocidade constante de 0,6c, nas proximidades da Terra (não iniciou a viagem)? (Considere c como a velocidade da luz no vácuo).
Alternativas
Q2272626 Física
Segundo a relatividade restrita, a energia total (E), o momento linear (p) e a massa de repouso (m) de uma partícula se relacionam por E2 = (p.c)2 + (m.c2 )2 , onde c é a velocidade da luz no vácuo. Especificamente para um fóton, a relação entre energia total e momento linear é:
Alternativas
Q2240334 Física
Muitos livros didáticos de física normalmente não abordam adequadamente a diferença entre medir e observar objetos em movimento relativístico em relação a um observador em repouso. Essa distinção é fundamental para compreender os efeitos visuais resultantes da teoria da relatividade restrita. Considere a seguinte situação, ilustrada na Figura 2: uma barra de espessura desprezível em relação ao seu comprimento L está fixa no sistema S' e orientada ao longo do eixo x', movendo-se na direção do eixo y com uma velocidade de módulo bc, sendo b uma constante menor do que 1 e c a velocidade da luz. Como não há movimento relativo entre S e S' na direção x, temos x = x' para qualquer instante t. A posição de um ponto qualquer da barra é medida e descrita pelo vetor r por um observador fixo em S e por r' por um segundo observador fixo em S'. As extremidades da barra estão situadas em x = x' = d e x = x' = d + L. Suponha que, em t = t' = 0, as origens dos sistemas S e S' coincidam (r0 = r0' = 0) e, neste instante, todos os pontos da barra passam pela ordenada y = 0, conforme medido por um observador em S. Assim, para t < 0, a barra estará com os valores medidos de y negativo, e para t > 0, estará com y positivo. 
Imagem associada para resolução da questão

Com base nessa situação, assinale a alternativa que descreve a imagem vista por um observador situado no ponto r = (0, 0, h) para t = 0, momento em que a posição medida dos pontos da barra indica que y = y' = 0.
Alternativas
Q2220980 Física
Suponha uma expedição espacial em direção ao sistema planetário mais próximo do nosso, Alpha Centauri, que está localizado a uma distância média de 4,22 anos-luz da Terra. Se a expedição viajar a uma velocidade correspondente a 60% da velocidade da luz, qual seria, aproximadamente, a diferença, em anos, entre o tempo medido pelos astronautas durante a viagem e o tempo medido na Terra? 
Alternativas
Q2201961 Física

Considere o texto abaixo para responder à questão.

Considere dois fios retilíneos e paralelos carregadas com quantidade iguais de carga opostas e que se movimentam em relação a um observador com velocidade constante v na direção x conforme a representação abaixo. Os fios estão dispostos no plano xy com o comprimento na direção x. 



Se um segundo observador que se movimenta com a mesma velocidade constante v junto aos fios e, portanto, também está em movimento em relação ao primeiro observado, analise as afirmativas abaixo.
I. As forças presentes nos fios são as mesmas e independem do referencial dos observadores.
II. As forças presentes em cada fio são diferentes para cada observador, mas a intensidade da resultante das forças em cada fio na direção y são iguais.
III. No referencial do segundo observador há uma força magnética resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador, devido a contração do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.
IV. No referencial do segundo observador há uma força elétrica resultante em cada fio na direção y, entretanto com menor intensidade quando comparada com o primeiro observador devido a dilatação do espaço decorrente dos efeitos relativísticos entre os observadores.
V. Os efeitos relativísticos são sempre desprezíveis para problemas dessa natureza.
Estão corretas as afirmativas: 
Alternativas
Q2066269 Física
Acerca das teorias da relatividade especial e geral e da teoria quântica, duas grandes vertentes da física moderna, apresentadas no século XX, que impactaram o modo de se compreender o mundo, julgue o próximo item.

O fenômeno da radiação de corpo negro dá-se quando um feixe de luz incide sobre a superfície negra de uma placa metálica e é refletido com energia quantizada.
Alternativas
Q2066243 Física
Com relação à história e evolução das ideias da física, julgue o seguinte item. 
A teoria da relatividade contribuiu para formar uma imagem realística sobre a natureza física, em particular acerca das relações entre teoria, matemática e experiência. 
Alternativas
Q2036780 Física
Na Física, os estudos são amplos e diversos para entendermos alguns dos fenômenos que ocorrem na natureza. Sobre os conceitos mais importantes das Leis de Newton e na teoria da Relatividade nos fundamentos de Einstein, isso se evidencia quando
Alternativas
Q1971050 Física
Em um laboratório de pesquisa (referencial R), uma partícula apresenta velocidade u = (0,3c)i + (0,4c) j (onde u representa o vetor velocidade e i e j são os vetores diretores). Neste mesmo laboratório, um referencial R' se move com velocidade v = (0,5c)i conforme a figura a seguir.  Imagem associada para resolução da questão

Diante dos fatos (e dos dados), podemos AFIRMAR que o módulo da velocidade da partícula, na direção x, e em relação ao referencial R', corresponde a aproximadamente: (Dados: c = 300.000 km/s).
Alternativas
Q1928339 Física
Em um processo de decaimento nuclear, um elétron é emitido no laboratório com uma velocidade de 0,8c (sendo c a velocidade da luz no vácuo). O elétron percorre uma distância de 1,0 m antes de ser detectado.
No referencial de repouso do elétron, quanto tempo passa desde que é produzido até ser detectado, em nano- -segundos?

Dado
c = 3×108 m/s
Alternativas
Q1951016 Física
Das muitas verificações experimentais da relatividade especial de Einstein está a detecção de múons presentes nos raios cósmicos na superfície terrestre. O tempo de vida desses múons não seria suficiente para que chegassem à superfície após cruzar a atmosfera. O tempo de vida dos múons é de cerca de 2 x 10-6 s.

Considere que os múons estão se deslocando à velocidade de 0,9999c. c = 3 x 108 m/s, o fator de lorentz neste caso é de:

Imagem associada para resolução da questão


Considerando a distância percorrida dada pela estimativa clássica de velocidade vezes tempo, as distâncias percorridas pelo múon considerando: I) o tempo de vida e; II) o tempo de vida dilatado temporalmente no referencial do múon em relação à Terra, são, respectiva e aproximadamente:
Alternativas
Q1690053 Física
Os efeitos relativísticos sobre um corpo podem ser percebidos e medidos somente quando ele se movimenta com velocidade superior a aproximadamente 10% da velocidade da luz. São velocidades muito altas se comparadas às velocidades a que estamos acostumados. Para velocidades baixas, os efeitos relativísticos são tão pequenos que podem ser desprezados.
Internet: <algosobre.com.br> (com adaptações).

A figura a seguir ilustra um cubo, de aresta L0, que se move com velocidade igual a 0,6·c na direção do eixo y, sendo c a velocidade da luz no vácuo.
Imagem associada para resolução da questão

Considerando as informações e a figura anteriores, assinale a opção que apresenta a razão entre o volume do corpo sob ação relativística e o seu volume em repouso, ambos em relação ao observador estacionário.
Alternativas
Q1096233 Física
Com relação à física moderna, julgue o item subsequente.
Suponha‐se que uma equipe de astronautas esteja em uma espaçonave, viajando a uma velocidade (v) = 0,4.cem relação à Terra, e envie uma mensagem ao controle da missão, informando que irá cessar a comunicação por 4 horas (h) e depois retornará com as atividades. Nesse caso, considerando‐se c = velocidade da luz no vácuo, o tempo que os astronautas permaneceram em silêncio, do ponto de vista dos observadores na Terra, é dado por Imagem associada para resolução da questão.
Alternativas
Q1026267 Física

Os conceitos físicos são criações livres do espírito humano; eles não são, como se poderia acreditar, determinados unicamente pelo mundo exterior. No esforço que fazemos para compreender o mundo, nós parecemos um pouco com uma pessoa que tenta compreender o mecanismo de um relógio completamente fechado: ela vê o mostrador e os ponteiros em movimento, ouve o tique-taque, mas não tem nenhum meio de abrir o relógio. Se ela for criativa, poderá construir uma imagem do mecanismo, considerando-o responsável por tudo o que ela observa; mas ela nunca estará segura de que sua imagem é a única capaz de explicar suas observações. Ela nunca estará em condições de comparar sua imagem com o mecanismo real e sequer poderá representar a possibilidade ou a significação de tal comparação. Assim o pesquisador também crê certamente que, à medida que seus conhecimentos aumentarão, sua imagem da realidade se tornará cada vez mais simples e explicará campos de impressões sensíveis sempre mais amplos. Ele poderá, assim, crer na existência de um limite ideal do conhecimento, que o espírito humano pode alcançar. Ele poderá chamar esse limite ideal de verdade objetiva.

(EINSTEIN, Albert. INFELD, Léopold. L’ évolution des idées en Physique. Trad. M. Solovine. Paris: Payot, 1978, p. 34-35)


Segundo o texto escrito no século XX, a partir de uma concepção contemporânea de ciência,

Alternativas
Q920451 Física
O campo de estudo dedicado à medida de eventos, onde e quando ocorrem e qual a distância que os separa no espaço e no tempo, é a relatividade. Em 1905, Albert Einstein propôs a teoria da relatividade restrita, em que o adjetivo restrita é usado para indicar que a teoria se aplica somente a referenciais inerciais. A teoria da relatividade restrita é composta basicamente de dois postulados: postulado da relatividade; e postulado da velocidade da luz.
Halliday e Resnick. Fundamentos de Física: óptica e física moderna. 9.a ed. v. 4. Rio de Janeiro: 2012 (com adaptações).
Com base no texto acima, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q545251 Física

Uma das teorias de maior impacto do século XX foi a teoria da relatividade de Albert Einstein. Com relação a essa teoria, julgue o próximo item.


Todos os referenciais que se movem com velocidade constante em relação a um referencial inercial são também referencias inerciais.
Alternativas
Q545250 Física

Uma das teorias de maior impacto do século XX foi a teoria da relatividade de Albert Einstein. Com relação a essa teoria, julgue o próximo item.


Segundo os postulados da teoria da relatividade restrita, as leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais, e a velocidade da luz é uma constante universal que não depende da velocidade da fonte de luz ou do observador.

Alternativas
Respostas
1: A
2: C
3: D
4: E
5: D
6: A
7: C
8: D
9: E
10: C
11: A
12: E
13: A
14: C
15: D
16: C
17: D
18: E
19: C
20: C