Introdução à Relatividade

1. Introdução à Relatividade DISCIPLINA:FÍSICA 1 PROFESSOR: DEMETRIUS SÉRIE: 3º ANO Temporada 2013 EPISÓDIO 2

2. O que é o tempo? • O tempo não passa na aula do professor Demetrius! • O tempo passa, não temos como impedir. • O tempo dirá e não há o que você possa fazer para mudar. • Se eu for duas vezes mais rápido, levarei metade do tempo para chegar em casa. • “Não deixe nada para semana que vem, por que semana que vem pode nem chegar”. Pitty • “Temos todo o tempo do mundo”. Renato Russo

4. Pela teoria da relatividade restrita, réguas e relógios que se movem em relação a um referencial inercial comportam-se de maneira diferente daqueles que se encontram em repouso em relação a este mesmo referencial. Relógios em movimento funcionam mais devagar e réguas se encolhem ao longo da direção do movimento.

5. Mas o detalhe é... • Para provocar estas distorções no espaço e no tempo, é necessário que os objetos se movam com velocidades muito altas, comparáveis com a velocidade da luz. • Para baixas velocidades, a Física Newtoniana ainda é válida, mas para as altas velocidades a Teoria Einsteiniana é mais precisa.

6. Agora, na nova teoria, ESPAÇO e TEMPO são relativos, ou seja, dependem de um REFERENCIAL! Na concepção antiga (newtoniana), esses dois conceitos eram absolutos, isto é, eram idênticos independente do referencial.

7. Relógios em aviões - A experiência de Hafele e Keating • Em outubro de 1971, quatro relógios atômicos foram colocados a bordo de aviões de linha, voando ao redor da Terra uma vez para leste e outra para oeste. Depois de três voltas em torno da Terra, dois dias depois, verificou-se um atraso de 59 nanossegundos (ns) no relógio que viajou para o leste e de 273 nanossegundos (ns) no relógio que andou para o oeste

8. O problema dos múons • Os múons (raios cósmicos) tem um tempo de meia vida de 2 microssegundos. Contudo, para atravessar aproximadamente 10 km de atmosfera, eles gastam um tempo de 30 microssegundos. Como explicar esse efeito?

9. Paradoxo dos gêmeos.

10. Dilatação do tempo:

11. Vídeos recomendados: • Mundos Invisíveis (abordando o Paradoxo dos Gêmeos): http://www.youtube.com/watch?v=j1gSp2MVwZY • Ciência Gostosa (ideias introdutórias sobre relatividade): http://www.youtube.com/watch?v=2i5TAdAxDRI

12. Exercícios • (1) Em uma espaçonave terrestre, cujo comprimento próprio é 30 m, um astronauta decide preparar seu almoço, hidratando uma deliciosa sopa de legumes. Supondo que a nave viaje com velocidade de 0,8c, (ou seja, 80% da velocidade da luz), calcule: a) O comprimento da nave para um observador na Terra, medido na direção do seu deslocamento. b) o tempo de preparo da sopinha para o centro de controles da nave, localizado na Nasa, sendo que o astronauta, no interior da nave, calcula que o tempo de preparo do almoço é de 10 minutos.

13. (2) Você têm um irmão gêmeo. Além disso, você é um renomado astronauta que parte para uma missão espacial rumo à estrela Alpha Centauro, segunda estrela mais próxima da Terra, após o Sol. Seu irmão gêmeo é um físico teórico e acompanha, da Terra, a sua missão. Sendo o tempo total de viagem, medido por você, no interior na nave, de 4 anos, quantos anos se passaram para o seu irmão, que ficou na Terra? Quantos anos mais velho está seu irmão em relação a você? Admita que a velocidade atingida por sua nave é de 0,9c.

14. Vamos fazer alguns exercícios do livro?Capítulo 48: A1, A2, V1, V2, R1 e R2.BONS ESTUDOS!