física moderna – aula 1
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RELATIVIDADENoções Básicas
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Relatividade Clássica (Galileu)
vbola = v + v 'vbola = v
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Evento Físico
● Para efetuarmos medidas físicas na relatividade, é necessário definir um evento;
● Um evento é algo que deve ocorrer num ponto do espaço e num determinado instante de tempo.
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Referencial Inercial
● O referencial inercial é um sistema de referência que está em repouso ou movimento retilíneo uniforme;
● Qualquer referencial em movimento retilíneo uniforme em relação a um referencial inercial, também é inercial;
● As leis da mecânica são as mesmas em todos os referenciais inerciais.
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Simultaneidade● Dois eventos são ditos simultâneos se ocorrem
no mesmo instante de tempo.
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Teoria da Relatividade
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● A Teoria da Relatividade é subdividida em duas partes:
- Teoria da Relatividade Especial ou Restrita (1905);
- Teoria da Relatividade Geral (1916).
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Teoria da Relatividade Restrita
● POSTULADO 1: As leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Não existe um sistema de referência inercial privilegiado.
● POSTULADO 2: A velocidade da luz no vácuo é a mesma em todas as direções e todos os referenciais inerciais.
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Postulados da Relatividade Restrita
● POSTULADO 1: As leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Não existe um sistema de referência inercial privilegiado.
● POSTULADO 2: A velocidade da luz no vácuo é a mesma em todas as direções e todos os referenciais inerciais.
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Fator de Lorentz
● O fator de Lorentz é usado para corrigir os efeitos relativísticos em grandezas físicas (comprimento, tempo, massa etc) quando temos velocidades próximas a velocidade da luz.
γ =1
√1 −v2
c2
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Dilatação do tempo
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● A equação para a dilatação do tempo é dada por:
Δ t = γ Δ t ' sendo γ =1
√1 −v2
c2
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Exemplo 1
● Um observador A no interior de um foguete mede um intervalo de tempo igual a 1 hora. Para um observador B na Terra, o foguete desloca-se a uma velocidade de 180.000 km/s (ou 0,6 c). Qual será o tempo transcorrido para o observador B?
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Exemplo 2
● Os astronautas de uma nave espacial, viajando a uma velocidade v = 0,8 c em relação à Terra, interrompem a comunicação com o controle da missão em Terra dizendo que pretendem dormir por uma hora e que, em seguida, voltarão a se comunicar. Qual é o tempo de duração desse cochilo no ponto de vista dos controladores em Terra?
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Contração do comprimento
h
L’
v = 0
h
L
v
● A contração ocorre apenas na direção do movimento.
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● A equação para a contração do comprimento é dada por:
Δ L =Δ L 'γ sendo γ =
1
√1 −v2
c2
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Exemplo 3
● A figura a seguir mostra um foguete que possui comprimento L
0 (quando se encontra em repouso).
Encontre a contração de comprimento para o foguete quando ele se deslocar a uma velocidade de 0,87 c.
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Exemplo 4
● Uma régua com comprimento próprio de 1 m se move na direção de seu comprimento com velocidade v em relação a um determinado observador. O comprimento da régua medido pelo observador é de 0,914 m. Qual é o valor da velocidade v?
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Massa relativística
● A equação para a massa relativística é dada por:
m = γm' sendo γ =1
√1 −v2
c2
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Exemplo 5
● O que acontecerá com a massa relativística de um corpo se sua velocidade for zero?