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Questão sobre Teoria da Relatividade: Dilatação Temporal

Fonte: IFMT


Física

Teoria da Relatividade: Dilatação Temporal

Médio

(IFMT 2017) - Questão Médio de Física

a.
b.
c.
d.
e.

Gabarito

A resposta correta é: c) mais velho do que ele, pois o tempo para você passou de forma mais rápida. Explicação passo a passo: 1. O paradoxo dos gêmeos é um experimento mental proposto pela Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein, que descreve uma situação em que um dos gêmeos viaja pelo espaço em uma nave a uma velocidade próxima à da luz, enquanto o outro permanece na Terra. 2. De acordo com a relatividade restrita, quando um objeto se move a uma velocidade próxima à da luz, o tempo passa mais lentamente para esse objeto em movimento em relação a um observador em repouso. Isso é conhecido como dilatação temporal. 3. No cenário proposto, o amigo viaja para um planeta situado a 15 anos-luz de distância. A viagem de ida e volta, portanto, cobre uma distância total de 30 anos-luz. 4. Se ele viaja a uma velocidade próxima à da luz, o tempo que ele experimenta durante a viagem será muito menor do que o tempo experimentado por você, que permaneceu na Terra. 5. Além disso, o amigo passa 2 anos no planeta antes de retornar. Portanto, para ele, o tempo total de viagem seria o tempo que ele experimenta indo e voltando mais os 2 anos que ele passou no planeta. 6. Para você, na Terra, o tempo passa normalmente. Assim, durante a viagem do seu amigo, você teria envelhecido o tempo que leva para ele ir e voltar (a uma velocidade próxima à da luz, o que pode ser considerado quase instantâneo para ele) mais os 2 anos que ele passou no planeta, mais o tempo que leva para a luz viajar 30 anos-luz (que seria 30 anos, já que você está em repouso e não está sujeito à dilatação temporal). 7. Portanto, quando o amigo retorna, ele encontrará você significativamente mais velho do que ele, porque para você, na Terra, o tempo passou a uma taxa normal, enquanto para ele, em movimento a uma velocidade próxima à da luz, o tempo passou mais lentamente. 8. A alternativa (d) é incorreta porque o paradoxo dos gêmeos não se aplica apenas a irmãos; é um termo usado para descrever o efeito da dilatação temporal em qualquer par de relógios em movimento relativo, independentemente de serem gêmeos ou não. 9. A alternativa (e) é incorreta porque a teoria da relatividade não prevê que o tempo possa retroceder. Portanto, a alternativa correta é a (c), que afirma que o amigo encontrará você mais velho do que ele, pois o tempo para você passou de forma mais rápida.

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