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Colégio Estadual
Schottz
Nome:_________________________________________Nº:____Data: __/___/______
Professor(a): Joabe Nunes Disciplina: Física
Ano/Série:______Turma:1001
Complementação da aula
CONTEÚDO: Teoria da Relatividade
Assistir o vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=B7VtLO6CYAA
Introdução:
No final do séc.XIX, muitos físicos famosos acreditavam que a tarefa da Física
tinha terminado, que nada mais havia para descobrir. Restavam, é verdade, alguns
“ pequenos” problemas, que só puderam ser resolvidos com a criação de duas
novas teorias: A RELATIVIDADE e a MECÂNICA QUÂNTICA.
Essas teorias revolucionaram a física no início do séc.XX e ajudaram a conhecer
muito da estrutura da matéria. Muitas partículas elementares foram descobertas, e
com isso foi possível formular hipóteses sobre a origem do universo. A física
desenvolvida a partir do início do séc.XX passou a ser chamada de FÍSICA
MODERNA, enquanto a física desenvolvida anteriormente ficou conhecida pelo
nome de FÍSICA CLÁSSICA.
ORIGEM DA TEORIA DA RELATIVIDADE
A teoria da relatividade foi criada pelo físico alemão Albert Einstein (1879 – 1955)
em duas etapas: em 1905 ele publicou um trabalho que mais tarde ficou conhecido
pelo nome de teoria da relatividade especial ou restrita, que trata do movimento
uniforme; e, em 1915, publicou a teoria da relatividade geral, que trata do
movimento acelerado e da gravitação.
A teoria especial de Einstein foi baseada em dois postulados:
1ºPOSTULADO: Todas as leis da física são as mesmas para dois observadores
quaisquer que se deslocam com velocidade linear constante, um em relação ao
outro;
2ºPOSTULADO: A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor C, independente
do valor da velocidade da fonte ou do observador.
DILATAÇÃO DO TEMPO
Δt é o intervalo de tempo medido num referencial em movimento, Δt o é o
intervalo de tempo medido num referencial em repouso ( tempo próprio), V é a
velocidade do corpo ( velocidade de deslocamento) e C, a velocidade da luz no
vácuo.
FÓRMULA:
1
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√
CONTRAÇÃO DO COMPRIMENTO
L é o comprimento medido num referencial em movimento e L 0 o comprimento
medido num referencial em repouso.
FÓRMULA:
.√
Variação da massa de um corpo com a sua velocidade
FÓRMULA:
√
m0 é a massa de repouso da partícula e m é a massa em movimento
(massa relativística).
Equivalência entre massa e energia
(E = m.c2)
Einstein mostrou que energia tem massa.Toda vez que um corpo
ganha (ou perde) energia sua massa aumenta (ou diminui); esse
aumento (ou diminuição) pode ser calculada pela fórmula E = m.c2
Exemplo: A massa de um tijolo quente é maior do que a de um tijolo frio.
Conhecendo a teoria da relatividade conclui-se que: As réguas em
movimento são menores que as estacionárias (repouso); o tempo passa
mais lentamente para quem viaja a velocidades próximas à da luz; os
objetos em movimento têm mais massa; há equivalência entre massa e
energia, ou seja, a massa é uma forma a mais de energia.
TEXTO COMPLEMENTAR
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MASSA É ENERGIA!
Todo mundo gosta de tomar sorvete e assistir à TV, não?
Mas por que estamos falando exatamente de sorvete e TV agora? Você já vai
entender...
Imagine que uma pessoa vai numa dessas sorveterias tipo self-service, em que o
sorvete é vendido por quilo, e compra um sorvete de 200g.
Segundo a relatividade, 200g é a massa de repouso do sorvete que tem uma
energia (de repouso) armazenada. Quanto vale essa energia?
É simples, veja:
m0 = 200g = 0,2kg = 2.10-1kg
c2 = (3.108m/s)2 = 9.1016m2/s2
Então:
E=m0.c2 = 2.10-1kg.9.1016m2/s2
E = 1,8.1016J
É uma quantidade estupidamente grande de energia, concorda?
Supondo que fosse possível transformar* toda essa energia relativística em
energia elétrica para alimentar um aparelho de TV comum de 100W de potência,
por quanto tempo a TV funcionaria?
Fazendo as contas:
P = ΔE/Δt
Δt = ΔE/P
P = 1,8.1016J/102J.s = 1,8.1014s
Só para termos uma ideia de quanto tempo é isso, um ano tem 365 dias, cada
dia tem 24 horas e cada hora tem 3600segundos. Então:
1 ano= 365 . 24 . 3600 = 31.536.000s
1 ano ≈ 3,1.107s
Usando uma regra simples de proporcionalidade, teremos:
1 ano
Δt
3,1.107s
1,8.1014s
Δt≈ 5,8.106 anos, ou seja quase 6 bilhões de anos!
Se a TV tivesse uma impressionante durabilidade, poderia ficar ligada por quase
6 bilhões de anos com a energia de um simples sorvete de 200g, mais ou menos a
ordem de grandeza da idade do planeta Terra! E estamos falando apenas de um
sorvetinho...
* Não existe tecnologia alguma atualmente que possa aproveitar essa energia
UNIDADES NO SI (SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES)
[m] = kg
[c]2 = (m/s)2
Logo: [E] = [m].[c]2 = kg. m2/s2 = (kg.m/s2).m = N.m = J no SI
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