Questões de Concurso Sobre relatividade em física

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Q4133045 Física
De acordo com a teoria da relatividade restrita, os efeitos observados na medição de intervalos de tempos e de comprimentos por um observador, em um referencial se movendo com velocidade constante em relação a outro em repouso, são:
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Q4113335 Física
Em um futuro distante, dois amigos querem testar uma das consequências mais exóticas da teoria da relatividade especial: a dilatação do tempo. Para tanto, eles dispõem de uma nave espacial capaz de viajar a uma velocidade igual a 80% da velocidade da luz no vácuo e de relógios atômicos altamente precisos. Eles, então, fixam diversos desses relógios na trajetória que a nave percorrerá, sincronizando-os, de modo que o viajante da nave possa ver a hora marcada por algum deles sempre que olhar para fora, em qualquer posição que estiver. A seguir, o viajante sincroniza o seu relógio com um daqueles dispostos ao longo caminho, entra na nave e viaja até que o seu relógio marque o tempo de 1,00 minuto transcorrido desde a sua partida (despreze os efeitos da aceleração da nave). Nesse mesmo instante, ele olha para fora e mede o tempo transcorrido para o observador que ficou fora da nave, por meio de um dos relógios previamente fixados. Com base nessas informações, é correto afirmar que o tempo transcorrido para quem ficou fora da nave, após ter se passado 1 minuto para o viajante, foi de 
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Q3813344 Física
A Física de Partículas investiga fenômenos que ocorrem em altas energias e em escalas extremamente pequenas, nas quais os efeitos relativísticos, associados à velocidade da luz c, medida em m/s, e os efeitos quânticos, relacionados à constante de Planck (dividida por 2π) h medida em J·s, tornam-se fundamentais. Nesse contexto, utiliza-se um sistema de unidades naturais, em que essas constantes universais são incorporadas às equações, simplificando-as e refletindo a estrutura essencial das leis físicas. Adotando-se c=h=1, todas as grandezas passam a ser expressas em potências de energia (ou, de forma equivalente, de massa). Sabendo que, no sistema internacional de unidades (SI), as dimensões fundamentais são comprimento (L), massa (M) e tempo (T), a constante de gravitação universal G de Newton possui, em unidades naturais, a sua dimensão dada por 
Alternativas
Q3810622 Física
Com base nas concepções da Física Moderna, identifique a alternativa que contém uma afirmação correta: 
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Q3723266 Física
Partículas subatômicas instáveis, com meias-vidas extremamente curtas, são geradas quando raios cósmicos energéticos atingem as camadas superiores da nossa atmosfera. Mesmo sendo criadas com uma alta velocidade, elas deveriam decair (em outras partículas) antes de atingir detectores no nível do mar.

Assinale a opção que apresenta o que permite a detecção da partícula original no nível do mar. 
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Q3723257 Física
Uma nave espacial viaja a 2/3 da velocidade de luz (c), medida em relação a um referencial inercial. Uma outra nave viaja ao encontro dela, no sentido oposto, à mesma velocidade.

Sobre a velocidade v de uma em relação à outra, assinale a afirmativa correta.
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Ano: 2025 Banca: INEP Órgão: PND Prova: INEP - 2025 - PND - FÍSICA - Licenciatura |
Q3710264 Física
O Sirius, acelerador de partículas brasileiro instalado no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), representa uma das maiores infraestruturas científicas do Hemisfério Sul. Com financiamento público e participação de pesquisadores nacionais, o projeto contribui para avanços na pesquisa em saúde, materiais e meio ambiente. O Sirius também pode inspirar propostas de ensino que aproximem os estudantes da ciência brasileira e valorizem a Física como campo de atuação profissional e cidadã.

No Sirius, as partículas são aceleradas, adquirem elevadas energias, com velocidades próximas à da luz, percorrem trajetórias circulares e sua radiação é analisada em trajetórias tangentes à circunferência, chamadas linhas de luz. Isso permite o estudo de estruturas atômico-moleculares dos materiais, além de acompanhar a evolução temporal de processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem em frações de segundo.

Em uma linha de luz é possível acompanhar também como essas características microscópicas são alteradas quando o material é submetido a diversas condições, como temperaturas elevadas, tensão mecânica, pressão, campos elétricos ou magnéticos, ambientes corrosivos, entre outras. Essa capacidade é uma das principais vantagens das fontes de luz síncroton, quando comparadas a outras técnicas experimentais de alta resolução.

Acelerador de partículas brasileiro realiza primeiras imagens

do coronavírus. Disponível em: www.gov.br.

Acesso em: 17 maio 2025
Após uma visita com estudantes ao Sirius, uma professora propõe uma atividade didática inspirada no funcionamento do acelerador, na qual discutem o movimento dos elétrons em seu interior. Os estudantes calculam o raio da trajetória dos elétrons com base na equação r = mv/qB, em que r é o raio da trajetória, m é a massa do elétron, v é módulo de sua velocidade, q é sua carga e B é a intensidade do campo magnético ao qual está submetido. O valor obtido por eles, contudo, é significativamente menor do que o raio real da trajetória dos elétrons no acelerador.

Com base nesse texto, a diferença entre o raio real e o raio calculado ocorre porque
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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:
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Q3673334 Física
Um próton com massa de repouso m0 e energia de repouso E0 é acelerado em um síncrotron até que sua  energia total atinja um valor E, que é muito maior que sua energia de repouso. De acordo com a Teoria da Relatividade, a expressão correta para a velocidade "v" do próton, em termos de sua energia total E e sua energia de repouso E0 , é dado por:
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Q3564451 Física
Seja R um referencial inercial e R ′ um referencial inercial que se move em relação a R, com velocidade constante v = βcx, na qual c é a velocidade da luz no vácuo e |β| < 1 é um parâmetro adimensional. Os eixos x, y e z de R são paralelos aos eixos x ′ , y ′ e z′ de R ′ , e as coordenadas espaço-tempo estão relacionadas entre si através da transformação de Lorentz. Sabe-se também que as origens O e O ′ dos referenciais R e R ′ são coincidentes nos instantes t = t′ = 0. Considere as funções de onda Ψ±(x, t) = Ψ0 exp[ikϕ±(x, t)], onde k é o vetor de onda e os comprimentos ϕ± são ϕ+(x, t) = x + ct e ϕ−(x, t) = x − ct. É correto afirmar que no referencial R′ as grandezas ϕ+ ′ e ϕ− ′ estão relacionadas através da seguinte forma, respectivamente: 
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Q3206418 Física
O século XX pode ser caracterizado como um período de intensos debates em torno da epistemologia das ciências. Dentre as diversas contribuições epistemológicas, quatro considerações de epistemólogos distintos são mencionadas abaixo:

I. É preciso propor teorias ousadamente, tentar refutá-las, aceitá-las provisoriamente, considerando que todas elas são tentativas conjecturais hipotéticas.
II. O avanço do conhecimento científico se dá por meio da constante substituição de programas de pesquisa científica regressivos por programas de pesquisa progressivos e, por consequência, pela substituição de hipóteses.
III. Tanto o empirismo quanto o racionalismo, quando tomados de forma extrema, tornam-se obstáculos epistemológicos, enfraquecendo a filosofia da ciência e o avanço do conhecimento científico.
IV. A ciência progride por meio da violação de regras metodológicas em detrimento ao princípio absoluto de obediência a uma única regra e às tradições rígidas dos padrões universais de validade.

Essas proposições são defendidas por diferentes epistemólogos do século XX, os quais estão listados corretamente na sequência das proposições:
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Q3206417 Física
Dentre as teorias epistemológicas do século XX, estão as teorias de Thomas Kuhn e sua obra Estrutura das Revoluções Científicas. Nas contribuições de Kuhn, são encontrados termos como: paradigma, ciência normal, revolução científica e incomensurabilidade.
A respeito dessas contribuições, analise as proposições a seguir, utilizando o código abaixo:

I. paradigma;
II. ciência normal;
III. revolução científica;
IV. incomensurabilidade.

( ) Termo utilizado para descrever quando começam a ocorrer investigações extraordinárias devido às anomalias em uma determinada teoria científica, abrindo-se assim espaço para outra teoria científica.
( ) Termo utilizado para descrever as realizações científicas universalmente reconhecidas que, durante certo período, fornecem métodos e soluções exemplares para um determinado campo da ciência.
( ) Termo utilizado para descrever as pesquisas consolidadas, baseadas em outras realizações científicas, que não possuem o objetivo de descobrir novidades no campo dos fatos e teorias, sendo assim uma atividade cumulativa.
( ) Termo utilizado para descrever a não compatibilidade entre as teorias científicas emergentes em relação às teorias predecessoras, devido à diferença na forma de entender e explicar os fenômenos científicos.

A associação correta, de cima para baixo, é: 
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Q3206413 Física
A dilatação do tempo foi um fenômeno descoberto por Albert Einstein que revolucionou o conhecimento, fazendo surgir, junto de outras teorias, a conhecida Física Moderna.
Considere uma situação hipotética em que um astronauta viaja a bordo de uma espaçonave para uma missão na estação espacial internacional com uma velocidade constante de 80% da 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.
Com base nesses dados, qual o tempo transcorrido, em meses, no referencial da Terra?
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Q3931878 Física
Um trem de 800 m de comprimento, medido por um observador no trem, está viajando a uma velocidade de 160 km/h em uma tempestade. Dois raios atingem as extremidades do trem simultaneamente, conforme determinado por um observador no solo.

Qual é o módulo do intervalo de tempo aproximado entre os eventos, medida por um observador no trem?
Alternativas
Q3541060 Física
Uma espaçonave se afasta de um Planeta X com uma velocidade de 210.000 km/s. Essa nave dispara um objeto na mesma direção e sentido do seu movimento. A velocidade do objeto é de 150.000 km/s em relação à espaçonave. Admitindo-se que a velocidade da luz neste local é c = 300.000 km/s, a velocidade do objeto medida por um observador no Planeta X será aproximadamente:
Alternativas
Q3351194 Física
De acordo com a Teoria da Relatividade de Einstein, analise as afirmativas a seguir.

I. Quando um corpo se move com velocidade próxima à da luz, seu comprimento é contraído.
II. Na velocidade próxima à da luz, o tempo para um objeto passa mais lentamente, ou seja, se um corpo viaja à velocidade próxima à da luz, o tempo é expandido.
III. A massa de um corpo na velocidade próxima à da luz é expandida e a energia associada a esse movimento equivale ao produto do quadrado da velocidade da luz com a diferença entre a massa inicial e a massa durante o movimento.

Está coreto o que se afirma em
Alternativas
Q3351193 Física
O eletromagnetismo, uma das bases da Física Moderna, tem várias aplicações em diferentes áreas da ciência e da tecnologia.

Sobre a relação entre cargas elétricas, correntes elétricas e campos magnéticos, assinale a afirmativa correta.
Alternativas
Q3329792 Física

Os múons e os píons são continuamente produzidos nas camadas superiores da atmosfera terrestre. Essa produção ocorre como resultado da interação de raios cósmicos de alta energia com os núcleos atômicos da atmosfera. Para um observador situado na superfície terrestre, após sua produção, um múon se aproxima da superfície terrestre com velocidade de 0,998c. Logo em seguida, o mesmo observador observa um píon, na mesma direção e sentido do múon, com velocidade de 0,980c. Qual a velocidade do píon em relação ao múon? 

Alternativas
Q3128435 Física
Uma equipe de astronautas brasileiros foi enviada para uma viagem até um planeta distante a bordo de uma espaçonave com uma velocidade constante de 0,6c, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Para a equipe de controle da missão, localizada na Terra, a viagem durou exatamente 30 meses; nesse caso, o tempo estimado de viagem para os tripulantes no interior da nave foi de:
Alternativas
Q3120693 Física

Em 1919, a observação do desvio da luz de uma estrela ao passar próxima ao Sol durante um eclipse solar, confirmou a teoria da Relatividade Geral de Einstein. Esse desvio ocorre devido à curvatura do espaço-tempo causada pela gravidade.  


“A pergunta que minha mente formulou foi respondida pelo ensolarado céu do Brasil” (Albert Einstein). 


Imagem associada para resolução da questão


Desvio da luz ao passar próxima ao Sol, com a posição real e aparente da estrela de origem. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/univ/#einstein 


Suponha-se que a luz passe próxima ao Sol, cuja massa é M = 2 · 1030 kg e cujo raio é R = 7 · 108 m. A constante gravitacional é G = 6,67 · 10−11 N·m2/kg2 e a velocidade da luz é c = 3 · 108 m/s. Qual é a deflexão angular aproximada sofrida pela luz, aproximadamente? 


Considere a fórmula: Imagem associada para resolução da questão

Alternativas
Respostas
21: D
22: D
23: A
24: E
25: A
26: D
27: D
28: A
29: D
30: C
31: A
32: B
33: B
34: D
35: C
36: A
37: C
38: C
39: A
40: C