Questões de Concurso sobre Teoria da Relatividade (Relatividade Geral e Restrita)

Um carro com comprimento próprio de 5 m se move na direção de seu comprimento com velocidade v, proporcional a velocidade c da luz, em relação a um determinado observador parado. Medido pelo observador, o carro caberia numa garagem de 4 m, devido a sua contração do comprimento. Qual é a porcentagem da velocidade da luz c, que o carro precisa ter, no mínimo, de acordo com a Teoria da Relatividade?

A teoria da relatividade restrita (ou relatividade especial) foi desenvolvida no final do século XIX e início do século XX. Albert Einstein formulou sua versão dessa teoria em 1905, embora uma grande parte da teoria já tivesse sido desenvolvida por outros autores antes disso.

Internet: <http://www.ghtc.usp.br/>.

Tendo o texto acima como referência inicial, assinale a alternativa correta a respeito da teoria da relatividade restrita.

O diagrama de espaço-tempo a seguir mostra dois eventos A e B. O evento A ocorre em $x=0,t=0$ e o evento B ocorre no local e instante mostrado no diagrama em um referencial inercial. Sobre a separação espaço-temporal desses dois eventos é correto afirmar que

Considere um trem hipotético que se move com velocidade igual a 80% da velocidade da luz. Dois passageiros que são amigos e se encontram em extremidades opostas de um vagão, por coincidência, levantam as mãos simultanemente ao acenarem um para o outro, conforme nota um observador no mesmo vagão. De acordo com um observador em repouso fora do trem, próximo ao trilho,

Em 1919 foram registrados em Príncipe, na África, e em Sobral, no Brasil, observações de um eclipse solar total que permitiu a observação direta de estrelas (da constelação da Hyades). Esse fato foi fundamental para a consolidação da teoria da

Considere que um objeto viajando a uma velocidade constante de 0,8c (em que c = 3 x 10⁸ m/s se encontra a 6 x 10⁸ km da Terra. Neste exato momento, um sinal eletromagnético é enviado da Terra ao objeto. Usando a teoria da relatividade restrita, o tempo necessário para este sinal chegar ao objeto será de:

Relatividade, foi uma teoria desenvolvida no início do século XX que, originalmente, pretendia explicar certas anomalias no conceito do movimento relativo, mas que, em sua evolução, converteu-se em uma das teorias básicas mais importantes das ciências físicas. Desenvolvida fundamentalmente por Albert Einstein, foi a base para que os físicos demonstrassem, posteriormente, a unidade essencial da matéria e da energia, do espaço e do tempo, e a equivalência entre as forças de gravitação e os efeitos da aceleração de um sistema. A Teoria Quântica foi a teoria física baseada na utilização do conceito de unidade quântica para descrever as propriedades dinâmicas das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação. As bases da teoria foram assentadas pelo físico alemão Max Planck, o qual, em 1900, postulou que a matéria só pode emitir ou absorver energia em pequenas unidades discretas, chamadas quanta. Outra contribuição fundamental ao desenvolvimento da teoria foi o princípio da incerteza, formulado por Werner Heisenberg, em 1927. Planck desenvolveu o conceito de quantum como resultado dos estudos da radiação do corpo negro (corpo negro refere-se a um corpo ou superfície ideal que absorve toda a energia radiante, sem nenhuma reflexão). Sua hipótese afirmava que a energia só é irradiada em quanta, cuja energia é hu, onde u é a frequência da radiação e h é o “quanta de ação”, fórmula agora conhecida como constante de Planck. Sobre o exposto, é correto afirmar que:

Qual é a relação do intervalo de tempo Δt, medido no referencial Axy, com o intervalo de tempo Δt', medido no referencial Bx'y' que se move com velocidade v relativa ao referencial Axy?

(Observe que γ = 1/ $\sqrt{1-v^2/c^2}$ , sendo c a velocidade da luz.)

Dispersão e absorção de radiação eletromagnéticas são duas qualidades intimamente relacionadas. Um material dispersivo tem obrigatoriamente a relação entre seu coeficiente de dispersão e o índice de refração dada pela relação de Kramers-Kronig, por meio das partes real e imaginária de sua susceptibilidade. Um meio dielétrico típico tem múltiplos centros de ressonâncias correspondendo a diferentes vibrações da rede e/ou eletrônicas. Quando se trata de propagação de pulsos de luz em meios somente com características dispersiva, quando efeitos ópticos não lineares são desconsiderados, qual o comportamento esperado desse pulso do ponto de vista temporal e espectral?

Como consequência dos postulados de Einstein, que compõem a Teoria da Relatividade Especial, as medidas de tempo e de espaço são afetadas pela velocidade relativa entre os sistemas de referência. Dois corpos idênticos de comprimento L, separados por uma distância A = L/2 (quando medida em repouso), se deslocam com mesma direção e sentido e a mesma velocidade v, ao longo do tempo. Considerando que esta velocidade alcance o regime relativístico, com v ~ 0,4c, qual será a percepção (aproximada) da separação destes corpos, feita por um observador em repouso em relação a Terra?

Em relação à Teoria da Relatividade Restrita, são feitas as seguintes afirmações:

I. As leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais.

II. O único referencial absoluto é o vácuo.

III. A velocidade da Luz no vácuo tem o mesmo valor $c$ em todas as direções e em todos os referenciais inerciais.

IV. A simultaneidade é um conceito absoluto e independe do movimento do observador.

V. Dois observadores em movimento relativo sempre concordam quanto à simultaneidade de dois eventos.

Está correto que se afirma em, apenas,:

Em 2015, a formulação da teoria de Albert Einstein completou 100 anos e a recente descoberta de cientistas americanos colocam seu autor no posto mais alto da hierarquia científica da humanidade. Um deles, Keith Riles, afirmou: “A certeza da existência de ondas gravitacionais confirma que a teoria de Einstein está correta, já que até agora só haviam sido detectados alguns desvios pequenos da tese de Newton...”.

Esta técnica abre novos horizontes para os estudos científicos acerca dos buracos negros e as estrelas de nêutrons na busca de explicações para os últimos mistérios sobre o nascimento, a vida e a morte do universo.

(Adaptado: Revista VEJA, ed. de 17/02/16, p. 52 a 61)

Assinale a alternativa que corresponde à teoria que embasou esses estudos:

A equação de Einstein que relaciona matéria e energia, E=m•c² , é provavelmente a mais conhecida das equações da Física, apesar de muitas pessoas não conhecerem realmente seu significado. Assinale a alternativa incorreta sobre a relação entre energia e matéria postulada por essa equação.

Analise as afirmativas abaixo

I - Conforme o segundo postulado da relatividade restrita, a velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor em todas as direções e para todos os referenciais.

II - Segundo a relatividade restrita, para um par de eventos, o tempo próprio e a distância própria são medidos sempre pelo mesmo referencial inercial.

III - O comprimento próprio de um corpo é medido pelo referencial que se encontra em repouso em relação ao corpo.

IV - O intervalo medido pelo de tempo próprio referencial que entre dois eventos é observa os dois eventos ocorrerem no mesmo local.

Assinale a opção correta.

A respeito da Teoria da Relatividade são feitas as seguintes afirmações:

I. A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor para todos os observadores, quaisquer que sejam seus movimentos ou da fonte que emite a luz.

II. Para corpos com massa que se movem com velocidades próximas à da luz ocorre uma redução em todas as suas dimensões.

III. A massa de um tijolo quente é maior que a de mesmo tijolo quando frio.

correto o que se afirma APENAS em