Questões de Relatividade (Física)

Em 1941, o experimento dos múons realizado por Bruno Rossi e David Hall, demonstrou que partículas instáveis vivem mais tempo, quando estão em movimento próximo à velocidade da luz, confirmando a dilatação do tempo prevista por Einstein. Suponha-se que um múon em repouso tenha uma vida média de t0 = 2,2µs, (microssegundos). Em um acelerador, ele é detectado movendo-se a v = 0,98c, onde c é a velocidade da luz.

Qual é o tempo de vida médio do múon para um observador no laboratório?

Considere:

Uma equipe de astronautas brasileiros foi enviada para uma viagem até um planeta distante a bordo de uma espaçonave com uma velocidade constante de 0,6c, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Para a equipe de controle da missão, localizada na Terra, a viagem durou exatamente 30 meses; nesse caso, o tempo estimado de viagem para os tripulantes no interior da nave foi de:

Em 1919, a observação do desvio da luz de uma estrela ao passar próxima ao Sol durante um eclipse solar, confirmou a teoria da Relatividade Geral de Einstein. Esse desvio ocorre devido à curvatura do espaço-tempo causada pela gravidade.

“A pergunta que minha mente formulou foi respondida pelo ensolarado céu do Brasil” (Albert Einstein).

Desvio da luz ao passar próxima ao Sol, com a posição real e aparente da estrela de origem. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/univ/#einstein

Suponha-se que a luz passe próxima ao Sol, cuja massa é M = 2 · 1030 kg e cujo raio é R = 7 · 108 m. A constante gravitacional é G = 6,67 · 10−11 N·m2/kg2 e a velocidade da luz é c = 3 · 108 m/s. Qual é a deflexão angular aproximada sofrida pela luz, aproximadamente?

Considere a fórmula:

Dentro da programação do Mês Nacional de Ciência e Tecnologia (MNCT) do ano 2022, foi realizado o evento INPE Portas Abertas. Nesse evento, em um dos laboratórios do INPE, um pesquisador reproduziu a experiência de verificação da interferência da luz do cientista Thomaz Young para um grupo de pessoas.
Para realizar a experiência, o pesquisador dispôs de duas fendas separadas por uma distância de 0,4 mm colocadas a uma distância de 0,8 cm de uma tela, em que pôde observar as franjas de interferência. Uma das pessoas do grupo era um estudante de engenharia que ficou curioso em saber qual seria a distância entre a segunda franja escura e a quarta franja escura que apareceram na tela. Então, utilizando um paquímetro do laboratório, o estudante realizou a medida entre a segunda franja escura e a quarta franja escura.

Sabendo que as fendas foram iluminadas por luz coerente de comprimento de onda igual a 500 nm, a medida encontrada pelo estudante de engenharia, em metros, foi igual a

Um foguete de 700 m de comprimento se afasta de uma estação espacial a uma velocidade de 3 × 10³ km/s. Em cada extremo do foguete há um emissor de ondas de rádio que, para um observador no foguete, emitem pulsos simultâneos.
Determine o intervalo temporal entre as emissões dos sinais observado por um astronauta na  estação espacial.