Banco de questões: Teoria da Relatividade: Introdução

O primeiro postulado estabelecido pela Teoria Especial da Relatividade é chamado de Princípio da Relatividade Restrita e diz que todas as leis da física possuem a mesma validade para qualquer observador em repouso ou em movimento uniforme. Assinale a alternativa que melhor explica o significado deste princípio.

Durante uma viagem espacial, um astronauta está viajando a uma velocidade muito próxima à da luz, quando encontra uma nave inimiga pelo caminho. Com base na Teoria da Relatividade de Albert Einstein, precisamos analisar os dois postulados principais dessa teoria. I) As leis da Física são as mesmas para todos os observadores inerciais, independentemente de sua velocidade. II) A velocidade da luz no vácuo é constante e isso independe do movimento de sua fonte ou do observador. Considerando a situação apresentada: a) Explique resumidamente, como cada um dos dois postulados da Teoria da Relatividade se aplicam à viagem do astronauta em relação ao encontro com a nave inimiga. b) Caso a nave inimiga dispare um raio laser na direção do astronauta, qual a velocidade do raio laser em relação à nave do astronauta? c) Se o astronauta mede o tempo que leva para atravessar uma distância 'd' na sua própria nave viajando a uma velocidade 'v', como o tempo medido por um observador parado na Terra em relação ao tempo medido pelo astronauta (dilatação temporal) estará relacionado? Utilize a ideia da simultaneidade e use as variáveis para explicar essa relação.

Um velocista em uma pista mede sua própria velocidade enquanto corre a uma velocidade constante. Simultaneamente, um observador parado na lateral da pista mede a velocidade da luz emitida por um farol próximo. Segundo a teoria da relatividade, como as medições das leis da física e da velocidade da luz diferem ou permanecem iguais para ambos os observadores?

Um observador na Terra assiste a dois eventos simultâneos ocorrendo em extremos opostos de uma estação espacial que se move a velocidade constante em relação à Terra. De acordo com os postulados da teoria da relatividade, como um observador a bordo da estação espacial percebe a simultaneidade desses eventos?

Albert Einstein revolucionou a física com sua Teoria da Relatividade, que possui dois postulados fundamentais: (1) as leis da física são as mesmas para todos os observadores inerciais e (2) a velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores, independentemente de suas velocidades relativas. Considere um observador A parado em relação a um trem que se move a uma velocidade constante v em relação ao observador B dentro do trem. O observador B aciona um feixe de luz em direção a um espelho no teto do vagão e esse feixe é refletido de volta ao ponto de partida. Se o tempo total que a luz leva para viajar do ponto de acionamento no teto e de volta é t' aos olhos do observador B, determine: (a) o tempo que a luz leva para fazer essa viagem aos olhos do observador A (t), (b) a relação entre t e t', conhecida como dilatação do tempo, e (c) a relação entre as velocidades dos observadores A e B v, levando em consideração a dilatação do tempo.