Questões de Concurso Sobre relatividade em 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:




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:

Um equipamento hospitalar apresenta resposta w para dois sensores x e y que não têm correlação. Usa-se o modelo w = x∙y para calibrar esse equipamento. Se a incerteza relativa (dada pelo quadrado da razão entre o desvio-padrão do valor médio da grandeza e o valor experimental da grandeza) de qualquer um dos sensores é a mesma e é dada por s, é correto afirmar que a incerteza relativa de w é 

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.


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.

Leia a seguinte matéria: “Há 100 anos, a teoria era comprovada no Ceará. ‘Questão que minha mente formulou foi respondida pelo radiante céu do Brasil’, disse Einstein sobre eclipse que comprovou, em 1919, em Sobral, veracidade de ideias que levam hoje à compreensão de buracos-negros e GPS. O físico alemão Albert Einstein apresentou sua teoria em 1915 e estava convencido de que uma das consequências dela seria o desvio da trajetória da luz por um corpo de grande massa no espaço, o que pode ser observado, por exemplo, durante um eclipse solar. Esse efeito, chamado de deflexão da luz, faria com que as estrelas observadas durante o eclipse fossem vistas numa posição aparentemente diferente de sua localização real, comprovando assim uma das maiores revoluções da história da ciência.” (Texto adaptado. Fonte: terra.com.br, de 28/05/2019).

Qual o nome da teoria de que trata o texto?

Em 1905 Albert Einstein estabeleceu a cinemática relativística, que prevê fenômenos como a dilatação temporal para referenciais com movimento relativo. Hoje, 112 anos depois, as correções relativísticas são empregadas, por exemplo, no sistema de GPS, que utiliza o tempo para medir distâncias e portanto posicionar os corpos na superfície do planeta a partir da recepção dos sinais enviados por satélites que estão a 20x10³ km da superfície. As correções devido à relatividade geral são ainda maiores, entretanto vamos considerar apenas a correção devida à relatividade restrita. Considere um satélite com velocidade relativa ao referencial terrestre de 4000m/s. A dilatação temporal que fará o período de um relógio no satélite em relação ao mesmo período T no referencial na Terra será dada por T’= T/ɣ, com ɣ sendo o fator de Lorentz que pode ser expandido em série conforme a fórmula abaixo: Dessa maneira a cada segundo dos relógios terrestres (T=1s) no tempo próprio do satélite haverá a redução de T’= 1- v² /(2c²) segundos. Assinale abaixo o número aproximado de microsegundos (10^-6 segundos) que o relógio do satélite estaria atrasado em relação à relógios na Terra ao final de um dia. Considere c=3x10⁸ m/s: