Relatividade. Bruna Moura Colombo Administração / Manhã

Documentos relacionados
Física IV Relatividade. Prof. Helena Malbouisson Sala 3018A

FÍSICA IV PROF. PIERRE VILAR DANTAS AULA 7-30/09/2017 TURMA: A HORÁRIO: 7M PIERREDANTASBLOG.WORDPRESS.COM

2.1.1 Dilatação do Tempo. Figura 5: Sistemas referenciais inerciais S e S com velocidade relativa v.

Por simetria, chegaríamos a uma conclusão análoga se escolhessemos o referencial de João para relacionar a propagação da onda.

Física IV Relatividade. Prof. Helena Malbouisson Sala 3018A

INTRODUÇÃO À RELATIVIDADE RESTRITA DIÂNGELO C. GONÇALVES

FIS Cosmologia e Relatividade Thaisa Storchi Bergmann

Aula 10 Relatividade. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

RELATIVIDADE EINSTEINIANA (II)

FÍSICA. Física Moderna. Relatividade. Prof. Luciano Fontes

Aula 10 Relatividade. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Cap Relatividade

COMO c PODE SER IGUAL EM TODOS OS SRs?

Prof. Dr. Lucas Barboza Sarno da Silva

Introdução. Por mais de 200 anos... Até que em 1905 Einstein... m = m 0

Relatividade Restrita. Adaptação do curso de Sandro Fonseca de Souza para o curso de Física Geral

Aula 10 Relatividade. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Relatividade Geral: o que é, para que serve

Instituto de Fıśica UFRJ Mestrado em Ensino profissional

FÍSICA IV PROF. PIERRE VILAR DANTAS AULA 9-14/10/2017 TURMA: A HORÁRIO: 7M PIERREDANTASBLOG.WORDPRESS.COM

INTRODUÇÃO À ASTROFÍSICA LIÇÃO 12: A RELATIVIDADE RESTRITA

Capítulo IV Transformações de Lorentz

CONCEITOS DE RELATIVIDADE RESTRITA

Adição Simples x = x vt y = y z = z t = t

Graça Ventura Adaptado por Marília Peres por Marília Peres

Aula 18. Teoria da Relatividade Restrita (1905) Física Geral IV - FIS503. Parte I

FÍSICA IV PROF. PIERRE VILAR DANTAS AULA 11-04/11/2017 TURMA: A HORÁRIO: 7M PIERREDANTASBLOG.WORDPRESS.COM

Blucher Proceedings VII Encontro Científico de Física Aplicada. Luiz Henrique Gobbi

Escolas Secundárias de S. João da Talha Casquilhos e Miguel Torga

Não é fácil falar sobre como cheguei á idéia da teoria da Relatividade. Albert Einstein

Conceitos pré-relativísticos. Transformações de Galileu. Princípio da Relatividade de Galileu. Problema com a dinâmica newtoniana

Fundamentos de Mecânica

DEEC Área Científica de Telecomunicações Instituto Superior Técnico. Propagação & Antenas Prof. Carlos R. Paiva SOBRE O CONCEITO DE SIMULTANEIDADE

PLANO DE ATIVIDADE ACADÊMICA NOME

Relatividade Especial & Geral

Apostila de Física 46 Relatividade Especial

Relatividade restrita e seus resultados. Prof. Vicente Barros

Problemas de Mecânica e Ondas 10

Nosso senso comum falha para descrever fenômenos: que envolvem dimensões reduzidas (átomos, moléculas, partículas...) =>> MECÂNICA QUÂNTICA que

FÍSICA MÓDULO EXTRA TÓPICOS DE FÍSICA MODERNA II. Professor Ricardo Fagundes

A distância Sol-Terra para um observador fixo na Terra é L0 com velocidade v = 0,6c, essa distância é de 10

CURSO AVANÇADO EM ASTRONOMIA E ASTROFÍSICA OBSERVATÓRIO ASTRONÓMICO DE LISBOA PARADOXOS DA TEORIA DA RELATIVIDADE. Paulo Crawford MÓDULO CAOAL TR

Relatividade conteúdos de 5 a 6

EAC-082: Geodésia Física. Aula 3: Introdução à Teoria do Potencial Gravidade e Gravimetria

Mecânica. Cinemática Dinâmica

3 Extendendo a nova cinemática para uma nova dinâmica (newtoniana relativística)

Partículas: a dança da matéria e dos campos

CÁLCULO I Aula n o 10: Taxa de Variação, Velocidade, Aceleração e Taxas Relacionadas

INTRODUÇÃO À CINEMÁTICA

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Física Moderna. Aula 1 Introdução. Curso - Licenciatura em Física EAD. Prof a. Dra. Ana Paula Andrade Universidade Estadual de Santa Cruz

Jason Alfredo Carlson Gallas, professor titular de física teórica,

O Paradoxo do Celeiro e do Poste

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Cadeira de Mecânica e Ondas

Halliday Fundamentos de Física Volume 1

1) Verdadeiro ou falso:

Relatividade Especial Virtual - Uma Generalização da Relatividade Especial de Einstein

O propósito deste seminário

12)(UNIFESP/2008) A tabela mostra a distância s em centímetros que uma bola percorre descendo por um plano inclinado em t segundos.

Ida Griffith. 15 de Outubro de Palavras Chave. Estereográfica, Esferas Celestes

Aula 12 Relatividade. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Arquitetura do Universo Nascimento e Estrutura do Universo

3ra aula de RC2002. Horacio Dottori. Figura4

O espectro medido da maior parte das galáxias, em todas as direções no céu, apresenta linhas com deslocamento para s

A Teoria da Relatividade

Relatividade Restrita. Sandro Fonseca de Souza

Introdução à Cinemática

EXERCÍCIOS DE FÍSICA PROVA BIMESTRAL 04 Física 1 e 4

Capítulo III Postulados da Relatividade Restrita

Viagens no tempo em Relatividade Geral. Sara Sal Santos

Professor: Renan Oliveira (UEG GO/2010) (UNIFOR CE/2008) (UEMS/2008) (UFMA/2007)

Aulas práticas: Transformação de Lorentz

Movimento Uniforme (M.U.)

COLÉGIO SÃO JOÃO GUALBERTO

Fundamentos de Física Moderna. Prof. Ricardo Luiz Viana Departamento de Física Universidade Federal do Paraná

Teoria da Relatividade Restrita

A TEORIA RESTRITA DA RELATIVIDADE

UFRPE: Física 11 Márcio Cabral de Moura 1. 2 aulas, 5 horas Capítulos 1 e 3 do Fundamentos de Física 1, de D. Halliday e R. Resnick, 3ª edição.

De acordo com a tabela podemos observar que, quando a formiga está no instante de tempo de 20 segundos, esta já tem se deslocado 8cm.

Marco F Í S I C A MOVIMENTO UNIFORME MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME [M.R.U]

Conceitos de espaço tempo

O Tempo é o ingrediente mais misterioso do Universo. O tempo é algo que flui... Mas o passado é fixo, o futuro indeterminado e a realidade vive no

A Relatividade do Tempo

INTRODUÇÃO À RELATIVIDADE ESPECIAL

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P1 31 de agosto de 2017

Aula 2: Relatividade Restrita

Disciplina: FÍSICA Série: 3º ANO ATIVIDADES DE REVISÃO PARA A BIMESTRAL (4º BIMESTRE) ENSINO MÉDIO

A Matéria em Movimento: Movimento Retilíneo e Uniforme

Introdução à Cinemática

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Lá vai o às do. skate.

PROCESSO SELETIVO DE TRANSFERÊNCIA EXTERNA CADERNO DE PROVA

Capítulo II Relatividade Newtoniana

Prof. Neckel 06/08/2017. Tipos de ondas. Nesta disciplina: Ondas mecânicas. Simulação no desmos

Física Moderna. Gravitação e Curvatura

MECÂNICA. DINÂMICA: Procura investigar suas causar, ou seja, o porquê de um movimento estar ocorrendo.

Abril Educação Medidas e movimentos Aluno(a): Número: Ano: Professor(a): Data: Nota:

As curvas da luz. Vitor Cardoso (IST, Portugal)

Mecânica e Ondas LEIC-TP

MODELAGEM MATEMÁTICA APLICADA NA MECÂNICA EM PROBLEMAS DE VELOCIDADE DE ESCAPE.

Transcrição:

Relatividade Bruna Moura Colombo Administração / Manhã brumcolombo@gmail.com A teoria da relatividade aborda a relatividade especial (ou restrita), que irei enfatizar neste artigo, e a relatividade geral (um campo mais amplo, incorporando na teoria as leis gravitacionais). Dentro da relatividade especial (ou restrita) vou abordar exemplos que mostram a relatividade do tempo, explicando-os um a um, tempo próprio, a dilatação do tempo e paradoxo dos gêmeos, que aborda o tempo em pequenas velocidades a sua alteração a ser comparada com uma velocidade aproximada de C (velocidade da luz). O princípio da relatividade surgiu a partir de observações de determinados eventos, deduzindo que o principal do evento era inalterável e que independente do referencial adotado, o evento ainda teria o mesmo princípio. A partir disso, foi dito que: como cada um adotava um referencial diferente os resultados seriam, em proporção, diferentes. Segundo Galileu, todo movimento sem referencial é inútil. E levando em conta que para certo referencial determinada matéria pode estar em movimento, e que para outro, a mesma matéria pode estar imóvel, ele está certo, deduzindo que o movimento da matéria é relativo. Einstein, em 1905, com todos os cálculos e fatos, foi contra todo o pensamento lógico sobre o tempo e o espaço serem absolutos, e defendendo que A luz tem velocidade invariante igual a C em relação a qualquer sistema de coordenadas inercial os mesmos são relativos, porque dependem um do outro, e os dois dependem de C. A reação das pessoas a conhecerem tal teoria, é compreensível, afinal são observações feitas a partir de matérias que se movimentam com velocidade próxima de C, e os humanos não estão acostumados com tal velocidade, afinal sem o material necessário as pessoas não tem o conhecimento de matérias que se movimentam com velocidade próxima a mesma. A teoria da relatividade se fez um assunto polêmico e que está sujeito a erros fáceis, mas se tornou importante. No início do século XIX, como as pessoas não estavam acostumadas com o fato do tempo e espaço serem relativos e a velocidade a invariável, afinal teria sido lançada na mesma época, não levavam muito em consideração as variáveis do mesmo. Atualmente com a tecnologia e objetos de estudos, os cálculos da teoria e a porcentagem de erro, em certas situações, são necessários. Então, a partir disso escolhi falar da relatividade, porque em menos de um século os cálculos foram aperfeiçoados para a utilização no dia a dia, e se tornaram até ou principalmente, necessários. Enfatizando também que mesmo o fato da relatividade estar presente no dia a dia de muitas pessoas, por outro lado

muitos ainda vivem numa era anterior a isso e questionam muito, porque foge de todo pensamento lógico que adquire com o tempo, e tudo que foge da regra e do que se diz comum é interessantíssimo. O quão interessante um assunto se torna, depende do quão comum ele é. Pensemos o seguinte, se o tempo é relativo, um minuto pode variar sua extensão dependendo da pessoa e da situação que a mesma se encontra (o referencial). Observe o exemplo de um hipotético telefonema, a variação da distância adotada em cada uma das situações e o tempo que obtemos como produto desse cálculo. Primeiro telefonema: De onde estamos ao outro lado da terra, o que equivale ao raio da mesma, que corresponden a 6400km (que podemos chamar de 6,4 x10 6 para facilitar os cálculos), se a velocidade é dada por v = d/t, onde d é a distância e t é o tempo. O tempo então, corresponde a t = d/v como temos a distância (raio da terra) e a velocidade, nesse exemplo correspondendo a C, que de acordo com Einstein é invariável, temos como incógnita t: t = 6,4 x 10 6 = 2 x 10-2 s = 0,02s. Obtemos o tempo que demora para, através de um 3 x 10 8 telefonema, chegarem as informações ao outro lado da terra. Questão de centésimos de segundos. Segundo telefonema: Agora imaginemos um telefonema da terra ao sol, que tem como distância estimada de 1U.A. = 1,5 x 10 11, então t = 1,5 x 10 11 = 0,5 x 10 3 que equivale 3 x 10 8 a 500s (8 minutos). Significando que oito minutos é o tempo que as informações chegariam, aí deduz-se que, oito minutos para s informações chegarem ao sol, mais os oito minutos de retorno (uma resposta), o tempo dilata-se de centésimos de segundos para mais de quinze minutos. Aí está o tempo relativo. Mas o que é o tempo próprio? Se chamam um determinado tempo de próprio, significa necessariamente que um tempo diferente daquele, no mesmo evento, é impróprio? Não, como já vimos, tudo é dependente quando se trata de tempo, e se o produto obtido foi diferente do tempo próprio, significa apenas que o referencial adotado foi diferente. Daí o princípio da relatividade. Quando dois eventos ocorrem no mesmo ponto de um referencial inercial o intervalo de tempo entre os eventos, medido nesse referencial, é chamado de intervalo de tempo próprio ou tempo próprio. Quando esse intervalo de tempo é medido em outro referencial o resultado é sempre maior que o intervalo de tempo próprio. Um exemplo bastante comum usado para explicar tal acontecimento:

fig. 1. fig. 2. Suponhamos que o evento ocorre dentro de um foguete em movimento. Sendo o tempo próprio sempre o menor, ou seja, nesse caso, o que é calculado no referencial dentro do foguete. Essas duas imagens estão analisando o mesmo evento, porém em referenciais diferentes. Na fig. 1. o referencial está dentro do foguete, consequentemente a fig. 2. está do lado de fora. Como podemos observar, o tempo para o referencial que estava fora do foguete, se dilatou (observe os relógios). Einstein afirmou que a velocidade com que a luz se propaga é a mesma, ou seja, C invariável independente dos referenciais, acontece no exemplo que, na fig. 1. a luz tem de ir e voltar pela distância denominada D, o que significa que a luz viaja 2D. Na fig. 2. a velocidade não muda, o que significa que se como a distância depende do tempo, e o tempo aumentou, a distância também aumentou, porque para o segundo referencial a luz não viaja apenas 2D, e sim 2L, de acordo com as figuras. O tempo da figura 2 é medido por: Δt = 2L c Sendo L = (½ v Δt)² + D² Enquanto o tempo da figura 1 é dado por apenas por: Δt 0 = 2D c Isso nos diz que se C não varia, quanto maior o tempo, em proporção, maior o espaço e vice-versa. Tempo e espaço relativos. A figura 1 e 2 medem o mesmo evento, contando que obtiveram tempos diferentes porque o movimento de cada observador (referencial) era relativo. Esse aumento no resultado da figura 2 se dá devido ao que chamamos de dilatação do tempo, uma das consequências da relatividade. Para obtermos uma equação geral que deduza a dilatação do tempo, combinamos várias equações. Observe: Se combinarmos a equação do valor de L (L = (½ v Δt)² + D²) com a equação do tempo que a luz demora para percorrer 2D na figura 1, obtemos:

L = (½ v Δt)² + (½ c Δt 0 )² E combinando essa equação anterior, com o tempo que demora a luz na figura 1, obtemos: Δt = Δt 0 1 (v/c)² Observe no próximo item deste artigo, o tempo e a velocidade da luz, a utilização dessa equação em um exemplo muito curioso sobre tempo e espaço. Teoricamente, uma pessoa pode envelhecer 20 anos (viajando próximo a c) enquanto pessoas em velocidades normais envelhecem 448. Não acredita? O tempo na velocidade da luz Quando uma matéria se aproxima da velocidade da luz, seu tempo fica consequentemente menor. Pensemos no exemplo a seguir com a aplicação da equação que obtemos anteriormente. Uma espaçonave passa pela Terra com uma velocidade relativa de 0,9990c. Depois de viajar durante 10 anos (no tempo da espaçonave) para na estação espacial EE13, faz meiavolta e se dirige a Terra com a mesma velocidade relativa. A viagem de volta também leva 10 anos (ainda no tempo da espaçonave). Desprezando os efeitos de aceleração, quanto tempo passou para uma pessoa na Terra? Observe: Temos como Δt 0 = 10 anos. Como v = 0,9990c Então: Δt = 10 anos 1 (0,9990c/c)² Agora apenas a matemática: Elimina-se os c e ficamos apenas com 1- (0,9990)² como denominador. Então: Δt = 10 anos 1 0,998 Δt = 10 anos 0,0447 Podemos dizer que 1 = 1 = 22,36. 1 (10 anos) = 224 anos. 0,0447 1/22,36 1

Como calculamos com 10 anos, e a viajem de ida e volta, levou vinte, multipliquemos os valores por 2, ou seja, enquanto passaram 20 anos na espaçonave na terra passaram-se 448 anos. Sendo exatamente isso o que acontece no paradoxo dos gêmeos, como se a pessoa que viajou na espaçonave era um dos gêmeos, e quando voltou estava mais novo que o gêmeo que permaneceu na terra, obviamente com uma velocidade menos próxima de C, o que equivale a uma dilatação de tempo menor. Então, ao realizar esse artigo obtive conhecimento de coisas que eu nem imaginei que fossem possíveis, e que a teoria da relatividade se torna complicada porque temos a mente fechada a um padrão imposto e a costumes. Porque, como já ressaltei, ela vai além de raciocínios lógicos. E que sem dúvidas, o tempo é relativo. Afinal ele depende de tudo a nossa volta. Ouvi dizer muito que o tempo é relativo, afinal de absoluto não tem nada, dependendo apenas de qual lado da porta do banheiro você está.

Referências bibliográficas: HALLIDAY, David. RESNICK, Robert. e WALKER, Jearl. Fundamentos da física 4: moderna. HEWITT, Paul. Conceptual physics. Eighth edition http://pt.wikipedia.org/wiki/teoria_da_relatividade http://www1.folha.uol.com.br/folha/especial/2005/alberteinstein/entenda_a_teoria_da_relativi dade_especial.shtml