Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth. Pontilhismo. La Parade 1. (Georges-Pierre Seurat 1889)

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1 Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth Pontilhismo La Parade 1 (Georges-Pierre Seurat 1889)

2 14/1/1900: Início da Física Moderna - Quantização da Energia Max Planck ( ) - Planck postulou que a matéria só poderia emitir ou absorver energia em pequenas quantidades (pacotes), chamadas Quanta ou Fóton. - A energia é limitada a múltiplos inteiros da energia fundamental E (analogia - bola de sorvete). - Planck utiliza conceitos de unidade quântica para descrever as propriedades das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

3 Albert Einstein ( ) - Maior físico teórico de todos os tempos. - Nasce na Alemanha. Judeu. - Maja, sua irmã e melhor amiga. - Falou aos 3 anos de idade. - Fluência em alemão só aos 10 anos. - Aos 6 anos seu pai lhe mostrou uma bússola despertou sua curiosidade. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 3

4 - Só era bom em matemática e estudava por conta própria. - Amava a música. Tocava piano e violino. - Não ia bem na escola. - Ele nunca terá sucesso em nada disse o diretor : reprovado no exame da Escola Politécnica de Zurique. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 4

5 Segunda tentativa: entrou! Queria ser professor de física e matemática. - Estudava o que queria. - Teve dois grandes amigos Mileva e Marcel Grossman (1 anos): se formou mas não foi contratado. - Grossman conseguiu um emprego num escritório de patentes suíço ( anos): teve um filho com Mileva que foi dado para adoção : casamento com Mileva (católica). Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 5

6 (6 anos): Ano milagroso para Einstein. - Nasce o querido filho Hans (anotações no carrinho) - Publicou 3 artigos científicos (Quantum, Efeito Fotoelétrico, Teoria da Relatividade Restrita). - Artigo sobre Relatividade Restrita: completamente teórico, não há nenhum comentário ou citação bibliográfica palavras em apenas 5 semanas. Foi considerado tão revolucionário quanto o Principia de Newton. Relacionou matematicamente energia e massa (E = m. c²) (30 anos): contratado como professor de física na Universidade de Zurique e depois na Politécnica : divorcia-se. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 6

7 (36 anos): Teoria da Relatividade Geral : casa-se com a prima Elsa. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 7

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9 Sir Arthur Eddington procurou evidências para testar a teoria da Relatividade Geral. Expedições ao Brasil e à África. Eclipse total confirmação da teoria (4 anos): eleito membro da Sociedade Real Inglesa. Prêmio Nobel da Física (Efeito Fotoelétrico) : Palestras na América Latina (Argentina, Uruguai e Brasil) (48 anos): começou desenvolver os fundamentos da Mecânica Quântica com o físico dinamarquês Niels Bohr. 9 Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

10 - 198 (49 anos): Muda-se para os Estados Unidos após o partido nazista ter iniciado uma campanha contra a ciência judia (60 anos): Estimula o presidente Roosevelt a desenvolver pesquisa nuclear para combater Hitler. Projeto Manhattan produção das primeiras armas atômicas do mundo (73 anos): Rejeita a proposta de ser presidente de Israel : Uma semana antes de sua morte concorda em assinar o manifesto para o abandono das armas nucleares. 18 de abril: morre de ataque cardíaco aos 76 anos. Ele dizia ter um pensamento abstrato e matemático, falta de imaginação e de habilidades práticas. A verdade de uma teoria está na Einstein e Robert Oppenheimer mente, não nos olhos. 10 Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

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12 - Newton dizia que o tempo é absoluto e flui uniformemente sem relação a qualquer outra coisa externa. - Newton (força da gravidade vinculada à massa dos corpos). - Einstein dizia que a velocidade da luz era absoluta. - Para Einstein a gravidade é a curvatura do espaço tempo. - O que Newton havia feito pelo entendimento da gravidade, Einstein fez pela nossa visão de espaço e tempo, mudando o curso da Física. 1905: Teoria da Relatividade Restrita ou Especial (Dilatação do tempo e contração do espaço). 1915: Einstein generalizou sua teoria incluindo a gravitação Teoria da Relatividade Geral. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 1

13 Absoluto ou Relativo? Uma grandeza física é absoluta quando sua medida independe do observador ou do referencial adotado. Uma grandeza será relativa quando observadores diferentes, em referenciais distintos, medem diferentes valores para a mesma grandeza. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 13

14 A trajetória de um corpo é relativa (pois depende de quem a observa). Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 14

15 Ex 1, p.45 Velocidade Relativa (velocidade com que um corpo enxerga outro) V B,A = V B -V A V B,A é V de B vista de A (em relação a A) Referência V A =70 km/h, V C = 60 km/h, V D =50 km/h, V B =-80 km/h V B,A = V C,A = V B -V A = = -150 km/h V C -V A = = -10 km/h As medidas de velocidade são sempre relativas (pois dependem do observador ou do referencial adotado). Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 15

16 De acordo com Einstein, a velocidade da luz é independente da velocidade da fonte. É uma grandeza absoluta (independe do observador). Os Postulados de Einstein Fundamento da Teoria da Relatividade Especial (Relatividade Restrita) 1) A luz deveria viajar com velocidade absoluta e constante de valor igual a c = Km/s (medida por Fizeau em 1849) ) O movimento absoluto uniforme (R = 0) não pode ser detectado, mas o acelerado pode. IN IN v = 0 v 0 O ponteiro da balança permite detectar aceleração P P Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 16

17 Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 17 Salvador Dalí. The Persistence of Memory. 1931

18 Dilatação Temporal Evento: algo que acontece numa dada posição num dado tempo Evento estudado: a luz que pisca dentro de um trem em movimento (MRU) espelho v T Δt : tempo de ida e volta da luz Para Buzz (observador dentro): v = ΔS Δt h c = h Δt B Δt B = h c Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 18

19 Para Woody (observador de fora vendo o trem em movimento): L : distância percorrida pela luz na ida (subida) d T : distância percorrida pelo trem enquanto a luz subia Δt W : tempo de ida e volta da luz v T L d T Δt W h Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 19

20 L d T Δt W h Pitágoras: L = d T + h c. Δt W = v T. Δt W + h Δt W = h c v T v = ΔS Δt ΔS = v. Δt L = c. Δt W c.δt W 4 v T.Δt W 4 c v T. Δt W 4 Δt W = 4h c v T = h = h Δt W = Δt W = h c c. v T c h c v 1 T c d T = v T. Δt W Δt W = 4h c v T Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth Δt W = h c. 1 1 v T c 0

21 Δt W = h c. 1 1 v T c Δt B = h c γ = 1 1 v T c Δt W = Δt B. γ Fator Relativístico γ > 1 v < c Tempo próprio (medido dentro do trem) Δt W = Δt B. 1 1 v T c Tempo dilatado (medido fora do trem) Pra quem está fora, a velocidade é tão alta que é como se o tempo não acompanhasse. Ele flui mais lentamente. Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth (Relógios atômicos) 1

22 Como Woody vê o tamanho do trem? Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

23 constante c = ΔS Δt ΔS e Δt Se ajustam para garantir que a velocidade seja constante A partir de então, o tempo é a 4ª Dimensão. Dilatação do tempo e Contração do Espaço acontecem quando a velocidade do corpo é próxima à velocidade da luz. Leis de Newton baixas velocidades Teorias de Einstein altíssimas velocidades (n.c) Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 3

24 Universo Elegante - Brian Greene Vídeo - Newton Einstein (de 9 a 3min30 (sim) (Até o final da experiência - 6min6s) Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 4

25 O espaço-tempo é curvado pela presença de massas grandes. Essa curvatura é o campo gravitacional Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth 5