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Questão sobre Teoria da Relatividade: Contração do Espaço

Fonte: FGV


Física

Teoria da Relatividade: Contração do Espaço

Médio

(FGV 2016) - Questão Médio de Física

a.
b.
c.
d.
e.

Gabarito

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o conceito de contração de Lorentz, que é um fenômeno previsto pela Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein. De acordo com essa teoria, um observador em movimento relativo a um objeto medirá o comprimento desse objeto como sendo mais curto do que o comprimento medido por um observador em repouso em relação ao objeto. A fórmula para calcular o comprimento contraído (L') é: \[ L' = L \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}} \] onde: - \( L \) é o comprimento próprio (ou seja, o comprimento medido por um observador em repouso em relação ao objeto), - \( v \) é a velocidade do observador em relação ao objeto, - \( c \) é a velocidade da luz no vácuo, - \( L' \) é o comprimento medido pelo observador em movimento. Agora, vamos aplicar essa fórmula para encontrar o comprimento da pista conforme medido pelo piloto do avião. Dados: - \( L = 2,5 \) km (comprimento próprio da pista), - \( v = 0,6c \) (velocidade do avião), - \( c \) é a velocidade da luz no vácuo. Substituindo os valores na fórmula, temos: \[ L' = 2,5 \sqrt{1 - \frac{(0,6c)^2}{c^2}} \] \[ L' = 2,5 \sqrt{1 - 0,36} \] \[ L' = 2,5 \sqrt{0,64} \] \[ L' = 2,5 \times 0,8 \] \[ L' = 2,0 \] km Portanto, para o piloto do avião, a pista terá uma extensão de 2,0 km. A resposta correta é a alternativa (d).

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