Curso Online de Física Moderna

física
moderna

prof: rogério a.s. ramires
graduado em física - unics/pr

novos experimentos  novas teorias  novos conceitos

relatividade

 
medida da novos conceitos de
velocidade da luz espaço e tempo

mecânica quântica

 
espectro da luz novas idéias de medidas
microscópicas

(einstein)

postulados da teoria da relatividade restrita:

princípio da relatividade:
todas as leis da física são as mesmas em todos os referências inerciais.

a velocidade da luz é constante:
a velocidade da luz, c = 3×108 m/s, é igual em todos os referências, independente da velocidade do observador ou da fonte de luz.

na teoria da relatividade restrita, as medidas dos intervalos de tempo dependem do referencial em que foram realizadas.

na figura, dois raios atingem as pontas de um vagão em movimento. (a) os eventos são simultâneos para o observador em o, no meio de a e b.(b) os eventos não são simultâneos para o observador o’. ou seja, a simultaneidade não é um conceito absoluto,mas depende do estado de movimento do observador.

teoria da relatividade geral

aceleração e gravidade só podem ser equivalentes se um corpo de grande massa curvar o espaço-tempo, arqueando assim as trajetórias de objetos próximos a ele. a nova teoria do espaço-tempo curvo foi denominada relatividade geral.

dilatação temporal - relatividade do tempo:

(a) um espelho está preso num veículo móvel e o pulso de luz parte de o’ em repouso no veículo. (b) em relação a um observador estacionário no solo, o espelho e o’ se movem com velocidade v.

repouso

movimento

paradoxo dos gêmeos: uma viagem no tempo com
einstein

“um relógio em movimento é mais lento que um relógio em repouso.”todos os processos físicos, incluindo reações químicas e processos biológicos, tornam-se lentos relativos a relógios estacionários, quando estes ocorrem em um referencial em movimento.

consequências:

pode-se envelhecer mais devagar, fazendo uma longa viagem a alta velocidade.
os relógios usados no gps andam mais devagar que os instrumentos semelhantes existentes na terra.

exemplos:

∆t = 12
√ 1 – ( c²/v² )

∆t = 12
√ 1 – ( 0,80²/0,99² )

∆t = 12
√ 1 – ( 0,64/0,98 )

∆t = ? (variação do tempo observador na terra
∆t’ = 12 anos (variação do tempo observador na nave.
v² = 0,80c (velocidade da nave (80%).
c² = 0,99c (velocidade da luz (99%)

∆t = 12
√ 1 – ( 0,65 )

∆t = 12
√ ( 0,35 )

∆t = 20,3 anos.

2. uma astronave parte da terra e um observador na terra registra o tempo de ida em 25 anos. se a astronave desloca-se com velocidade de 0,95c, qual é a medida do tempo registrado por um relógio a bordo da astronave?

r: 7,8 anos

25 = ∆t’
√ 1 – (0,95²/0,99²)

25 = ∆t’
√ 1 – (0,90/0,98)

25 = ∆t’
√ 1 – (0,92)

25 = ∆t’
√ 0,079