Exercícios sobre teoria da relatividade

(UEG-GO) Antes mesmo de ter uma ideia mais correta do que é a luz, o homem percebeu que ela era capaz de percorrer muito depressa enormes distâncias. Tão depressa que levou Aristóteles – famoso pensador grego que viveu no século IV a.C. e cujas obras influenciaram todo o mundo ocidental até a Renascença – a admitir que a velocidade da luz seria infinita.

GUIMARÃES, L. A.; BOA, M. F. “Termologia e óptica”. São Paulo: Harbra, 1997. p. 177

Hoje se sabe que a luz tem velocidade de aproximadamente 300.000 km/s, que é uma velocidade muito grande, porém finita. A teoria moderna que admite a velocidade da luz constante em qualquer referencial e, portanto, torna elásticas as dimensões do espaço e do tempo é:

A) a teoria da relatividade.

B) a teoria da dualidade onda-partícula.

C) a teoria atômica de Bohr.

D) o princípio de Heisenberg.

E) a lei da entropia.

(UFMG) Suponha que, no futuro, uma base avançada seja construída em Marte. Suponha, também, que uma nave espacial está viajando em direção à Terra, com velocidade constante igual à metade da velocidade da luz. Quando essa nave passa por Marte, dois sinais de rádio são emitidos em direção à Terra – um pela base e outro pela nave. Ambos são refletidos pela Terra e, posteriormente, detectados na base em Marte. Sejam t_B e t_n os intervalos de tempo total de viagem dos sinais emitidos, respectivamente, pela base e pela nave, desde a emissão até a detecção de cada um deles pela base em Marte.

Considerando essas informações, é CORRETO afirmar que:

A) t_n = (1/2)t_B

B) t_n = (2/3)t_B

C) t_n = (5/6)t_B

D) t_n = t_B

(UEPB) A relatividade proposta por Galileu e Newton na Física Clássica é reinterpretada pela teoria da relatividade restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, que é revolucionária porque mudou as ideias sobre o espaço e o tempo, uma vez que a anterior era aplicada somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a teoria geral da relatividade válida para todos os referenciais (inerciais e não inerciais). Ainda acerca do assunto tratado no texto, resolva a seguinte situação-problema: Considere uma situação “fictícia”, que se configura como uma exemplificação da relatividade do tempo.

Um grupo de astronautas decide viajar numa nave espacial, ficando em missão durante seis anos, medidos no relógio da nave. Quando retornam à Terra, verifica-se que aqui se passaram alguns anos.

Considerando que c é a velocidade da luz no vácuo e que a velocidade média da nave é 0,8 c, é correto afirmar que, ao retornarem a Terra, se passaram:

A) 20 anos

B) 10 anos

C) 30 anos

D) 12 anos

E) 6 anos

(UPE) Um trem de comprimento igual a 100 m viaja a uma velocidade de 0,8 c, sendo c a velocidade da luz, quando atravessa um túnel de comprimento igual a 70 m.

Quando visto por um observador parado ao lado dos trilhos, é CORRETO afirmar que o trem:

A) não chega a ficar totalmente dentro do túnel, restando um espaço de 12 m fora do túnel.

B) fica totalmente dentro do túnel e sobra um espaço de 10 m.

C) fica totalmente dentro do túnel e sobra um espaço de 15 m.

D) não chega a ficar totalmente dentro do túnel, restando um espaço de 5 m fora do túnel.

E) fica totalmente dentro do túnel e não resta nenhum espaço.

O que são os referenciais inerciais mencionados tantas vezes na teoria da relatividade?

A) referenciais que se deslocam com aceleração constante uns em relação aos outros.

B) referenciais desconhecidos.

C) referenciais que se deslocam com velocidade não constante uns em relação aos outros.

D) referenciais para os quais não vale a primeira lei de Newton.

E) referenciais que se deslocam com velocidade constante uns em relação aos outros.

A física clássica e a física moderna têm conclusões diferentes a respeito dos conceitos do espaço e tempo. Pensando nisso, de acordo com essas teorias, o espaço e o tempo são:

A partir dos seus estudos da teoria da relatividade, responda: em qual destas situações não é necessário empregarmos a teoria da relatividade?

A) partículas com velocidades muito inferiores à velocidade da luz.

B) tecido espaço-tempo.

C) luz se movendo próximo a corpos massivos.

D) partículas com velocidade próximo à velocidade da luz.

Quais são os postulados desenvolvidos na teoria da relatividade restrita que fundamentam toda a teoria da relatividade?

1. Princípio de constância da velocidade da luz.
2. Princípio da relatividade geral.
3. Princípio de inconstância da velocidade da luz.
4. Princípio da relatividade restrita.

Estão corretas:

A) I e II.

B) III e IV.

C) II e III.

D) I e IV.

E) Todas estão incorretas.

Uma nave espacial se afasta de um planeta com velocidade de 0,2 c. Depois de um tempo ela envia um sinal de rádio ao planeta. Pensando nisso, calcule a velocidade do sinal obtido pelo observador que está na nave e por um observador que está no planeta.

A) nula.

B) c.

C) 0,2 c.

D) 0,3 c.

E) 0,4 c.

As teorias da relatividade restrita e geral possibilitaram o desenvolvimento de diversas tecnologias e a explicação de vários fenômenos físicos. Qual das tecnologias abaixo não é uma aplicação das teorias da relatividade?

A) Eletroímãs.

B) Reatores nucleares.

C) Bombas nucleares.

D) Tubos de raios catódicos.

E) Para-raios.

Calcule quantos anos se passam na Terra enquanto uma tripulação viaja a bordo de uma nave espacial que se mantém em missão durante 5 anos, medidos no relógio da nave, com velocidade de 0,4c.

A) 4,5 anos

B) 5 anos

C) 5,5 anos

D) 6 anos

E) 6,5 anos

Questão 12

Analise as alternativas abaixo referentes às unidades de medida estudadas na teoria da relatividade:

1. A energia relativística é medida em Joule.

2. A massa da partícula é medida em quilogramas.

3. A velocidade da luz é medida em metros por segundo quadrado.

4. O comprimento é medido em metros por segundo.

5. O tempo é medido em segundos ao quadrado.

Estão corretas:

A) I, II e III.

B) I, IV, V.

C) II, III, IV.

D) I, II,V

E) III, IV, V