FÍSICA
3a SÉRIE 2008/09
1.- Uma bola de aço de 3, 00kg vai contra uma parede com velocidade
10, 00m/s subentendendo um ângulo de 60, 0o relativamente à superfície. Ela
ressalta com a mesma velocidade e o mesmo ângulo ( ver figura). Se a bola estiver em contacto com a superfície durante 0, 200s, qual o valor médio da força
exercida pela parede na bola?
2.- Suponha que uma bola de massa 0, 150kg é deixada caír a partir do
repouso de uma altura 1, 25m . Ela ressalta a partir do solo e atinge uma altura
de 0, 960m. Qual o impulso fornecido à bola pelo chão?
3.-Um astronauta em repouso sobre a Terra tem uma taxa de batimento
cardíaco de 70 batimentos por minuto. Quando o astronauta se encontra a
navegar numa nave espacial a 0,90c (c = velocidade da luz no vácuo) qual será
o valor desta taxa medida por:
a)Um observador também na nave:
b)Um observador em repouso na Terra.
4.-O comprimento próprio de uma nave espacial é três vezes o comprimento
de outra. As duas naves espaciais estão a mover-se na mesma direcção e sentido
e, enquanto estão a passar por cima da sua cabeça, um observador na Terra
mede o mesmo comprimento para as duas naves. Se a nave mais lenta se mover
com uma velocidade 0,350c, determine a velocidade da nave mais rápida.
5.-Um super comboio, com comprimento próprio 100m, move-se com velocidade 0, 95c quando passa através de um túnel de comprimento próprio 50m. Do
ponto de vista de um observador que se está ao lado dos carris, poderá alguma
vez o comboio encontrar-se completamente dentro do túnel? Se assim for, qual
o espaço excedente?
6.-A que velocidade deve mover-se um relógio para que seja observado a
funcionar a uma taxa de marcação temporal igual a metade da taxa de funcionamento de um relógio em repouso relativamente a um observador?
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7.-Um muão formado na alta atmosfera terrestre viaja com velocidade v =
0, 990c numa distância de 4, 60km antes de decaír num electrão,num neutrino e
num antineutrino.
¡ −
¢
µ = e− + υ + υ
a) Qual intervalo de tempo de vida do neutrão no seu referencial próprio?
b) Qual a distância que a Terra percorre, medida no referencial do neutrão?
8.-Em 1963, o astronauta Gordon Cooper descreveu uma órbita em torno da
Terra 22 vezes. A imprensa relatou que, em cada órbita, ele ficava 2 milionésimos
de segundo mais novo do que se tivesse permanecido na Terra.
a) Assumindo que ele descreveu órbitas circulares 160km acima da superfície
da Terra, determine a diferença no tempo decorrido entre uma pessoa que tivesse
permanecido na superfície terrestre e o astronauta que descreveu as 22 órbitas.
Pode utilizar a seguinte aproximação, válida para valores pequenos de x:
1
x
∼
√
=1+
2
1−x
b) Será que a imprensa forneceu informações suficientemente rigorosas? Explique.
9.-Uma luz vermelha lampeja na posição xV = 3, 00m no instante tV =
1, 00 × 10−9 s, e uma luz azul lampeja na posição xA = 5, 00m no instante tB =
9, 00 × 10−9 s, sendo estas coordenadas medidas no referencial S. O referencial
S´move-se uniformemente para a direita e a sua origem coincide com a de S no
instante t = t´= 0.Os dois sinais são detectados no mesmo ponto do referencial
S´.
a) Determine a velocidade relativa entre S e S´.
b) Determine a posição dos dois sinais no referencial S´.
c) Em que instante ocorre o sinal vermelho, no referencial S´?
10.-Uma nave espacial Klingon afasta-se da Terra com velocidade 0, 800c.A
nave Enterprise persegue-a com velocidade 0, 900c relativamente à Terra. Observadores na Terra detectam a Enterprise aproximar-se da Klingon com uma
velocidade relativa de 0, 100c.Com que velocidade está a Enterprise a aproximarse da Klingon segundo as medições da tripulação da Enterprise?
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11.-Um electrão move-se para a direita com uma velocidade de 0,90c relativamente ao referencial de laboratório. Um protão move-se para a esquerda com
velocidade de 0,70c relativamente ao electrão. Calcule a velocidade do protão
relativamente ao referencial de laboratório.
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