fisica UAM teste 2

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Curso GRA1280 NOÇÕES DE FÍSICA MODERNA GR2243-212-9 - 202120.ead-
17675.01
Teste ATIVIDADE 2 (A2)
Iniciado 24/10/21 19:40
Enviado 25/10/21 20:11
Status Completada
Resultado da
tentativa
6 em 10 pontos 
Tempo decorrido 24 horas, 30 minutos
Resultados
exibidos
Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários
Pergunta 1
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da resposta:
A Relatividade Especial trouxe mudanças radicais na concepção do espaço e tempo. O
paradigma newtoniano é baseado na ideia de tempo absoluto, ou universal, ou seja, há um
relógio comum que pode ser usado para todos os observadores e eventos, não
necessitando sequer de sincronização com outros relógios. No entanto, de acordo com a
Relatividade Especial, a propagação finita da velocidade da luz, no espaço, muda
radicalmente esse cenário. 
 
Sabendo disso, de que modo a ideia da propagação finita da luz e a noção de eventos
estão ligados, no que diz respeito à simultaneidade dos eventos? 
 
Eventos que são simultâneos para um observador, deixam de ser
simultâneos para todo e qualquer observador que se move relativamente
ao primeiro.
Eventos que são simultâneos para um observador, deixam de ser
simultâneos para todo e qualquer observador que se move relativamente
ao primeiro.
Resposta correta: Eventos que são simultâneos, para um observador,
deixam de ser simultâneos para todo observador que se move em relação
ao evento. 
Pergunta 2
Sabemos, conforme os estudos da unidade, que os sistemas de referência são ingredientes
muito importantes para a verificação e as medidas físicas. São constituídos por um
conjunto de réguas (ou similares), relógio e observador, de modo a caracterizar as
posições e instantes de eventos. Esse conceito é central na Mecânica de Newton. 
 
De acordo com esse conceito e considerando os estudos da unidade, analise as
afirmativas a seguir. 
 
I. Se um sistema de referência S é inercial e outro sistema de referência S’ move-se de
modo uniforme com relação a S, S’ também é inercial. 
1 em 1 pontos
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Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
II. Se um sistema de referência S é não inercial, as leis de Newton também serão válidas
nesse sistema. 
III. Se um sistema de referência tiver rotação uniforme, ele pode ser considerado
inercial. 
IV. Dois sistemas de referência não inerciais podem ser relacionados pelas
transformações de Galileu e, dessa forma, tornam-se inerciais. 
V. Se um sistema de referência é inercial e o observador desse sistema se comunica com
outro observador, em um sistema não inercial, o segundo pode usar as leis de Newton na
sua forma mais simples. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
I, apenas.
I, apenas.
Resposta correta: Todos os sistemas de referência inerciais são
equivalentes, de modo que, se um sistema é inercial e o outro se move de
modo uniforme com relação ao primeiro, será também inercial. 
Pergunta 3
Resposta Selecionada:
 
Resposta Correta:
 
Comentário
da resposta:
Sabe-se que a segunda lei de Newton relaciona a aceleração de uma partícula (massa
constante) à resultante que atua sobre ela (soma vetorial de todas as forças consideradas).
Além disso, a análise do movimento exige a adoção de um sistema de referência, assim
como o estabelecimento das condições iniciais. 
 
Ante o exposto e considerando as transformações de Galileu, responda: como a segunda
lei de Newton é transformada em outro sistema de referência? 
 
De acordo com: 
De acordo com: 
Resposta incorreta: A manutenção da velocidade não é a lei de Newton.
Além disso, o acréscimo da derivada da velocidade não deve ser feito.
Deve-se atentar para a utilização correta dos sinais e verificar se a força
foi equivocadamente removida.
Pergunta 4
Sabemos que as transformações de Lorentz resultam diretamente da aplicação da
invariância da velocidade da luz e das leis do eletromagnetismo de Maxwell. Além do
mais, tais transformações envolvem a velocidade da luz e conseguem relacionar as
coordenadas de tempo e de espaço entre sistemas de referência inerciais. 
 
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Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
Partindo do que foi lido e da expressão , analise as afirmativas a seguir. 
 
 
I. O sinal negativo à frente de indica movimento para a direita (retorno). 
II. O sinal negativo à frente de indica aumento da temperatura da partícula quando ela
atinge velocidades relativísticas. 
 III. O sinal negativo é um resultado necessário às transformações para que as equações de
Maxwell se mantenham invariantes. 
 IV. O sinal negativo é arbitrário e podemos trocar por sem problema algum. 
V. Os sinais no numerador e no denominador podem ser trocados por + indicando a
mudança na direção do movimento. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
V, apenas.
III, apenas.
Resposta incorreta: O sinal à frente de beta ao quadrado é essencial e nada
tem a ver com a direção do movimento. A temperatura não está envolvida
nas transformações de Lorentz, não em primeira abordagem. Também não
podemos trocar o sinal, pois ele não se refere à direção. O sinal no
numerador pode ser trocado, indicando mudança de direção, mas, na raiz
quadrada, o sinal negativo não pode ser trocado por um sinal positivo.
Pergunta 5
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
Uma régua em movimento relativístico de alta velocidade tem o seu comprimento
reduzido ao longo da direção do movimento relativo. Dessa forma, sob a perspectiva de
quem está em repouso em relação à régua, ela apresenta o seu comprimento próprio, o
maior possível. Sabendo disso, considere a seguinte situação: um trem tem comprimento 
, que é duas vezes maior do que o comprimento de uma vaga em uma garagem. 
 
Analisando a situação a partir dos estudos sobre a relatividade do comprimento,
responda: podemos colocar esse trem dentro dessa garagem se o movermos em grande
velocidade relativística? 
 
De modo algum; no momento em que pararmos o trem, ele volta a ter o
dobro do comprimento da garagem, resolvendo esse aparente paradoxo.
De modo algum; no momento em que pararmos o trem, ele volta a ter o
dobro do comprimento da garagem, resolvendo esse aparente paradoxo.
Resposta correta: O paradoxo é resolvido no momento em que percebemos que,
ao parar o trem, ele terá o seu comprimento restabelecido. 
Pergunta 6
1 em 1 pontos
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Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
O paradoxo dos gêmeos é um dos mais notáveis paradoxos encontrados na Relatividade
Especial. De acordo com esse paradoxo, o movimento relativo de ambos os referenciais
(o astronauta e o irmão que ficou em Terra) determina que tanto um quanto ou outro estão
em movimento relativo, logo, ambos deveriam envelhecer menos (ou mais) e da mesma
forma, de modo que o astronauta, ao voltar à Terra, deveria ver que o seu irmão ainda tem
exatamente a mesma idade que ele, ou seja, passaram-se tantos anos na Terra com o
mesmo intervalo de tempo da viagem, de acordo com o seu relógio. 
 
Sabendo que a solução do paradoxo dos gêmeos deve-se a uma percepção, analise as
afirmativas a seguir. 
 
I. O astronauta semove de modo inercial, e o seu irmão fica em um sistema de referência
não inercial (Terra), então, a situação de ambos não é perfeitamente simétrica: quem ficou
na Terra envelheceu mais rapidamente. 
II. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de
referência inercial (Terra), de modo que a situação de ambos não é perfeitamente
simétrica: quem ficou na Terra envelheceu muito mais. 
III. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de
referência também não inercial (Terra), logo, a situação de ambos não é perfeitamente
simétrica: quem ficou na Terra envelheceu muito menos. 
IV. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de
referência não inercial (Terra), então, a situação de ambos é perfeitamente simétrica:
quem ficou na Terra envelheceu muito mais em menos tempo. 
V. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de
referência inercial (Terra), dessa forma, a situação de ambos é perfeitamente simétrica: os
dois envelheceram no mesmo ritmo. 
 
Está correto o que se afirma em: 
V, apenas.
II, apenas.
Resposta incorreta: Há equívoco na atribuição de qual é o sistema não inercial e
qual não é, além da comparação errada dos lapsos de tempo. O astronauta está
em um sistema não inercial, pois ele acelera em algum momento; a Terra é um
sistema inercial em boa aproximação; a situação de ambos não é simétrica, o
sistema de referência da Terra é inercial; ambos estão em sistemas de referência
com status diferente.
Pergunta 7
Outro notável efeito relativístico tem a ver com a modificação no momento e energia de
uma partícula de massa inercial conhecida. De acordo com os conceitos e ideias
desenvolvidos na unidade, vimos que as partículas que se movem relativisticamente têm
o seu momento fortemente influenciado pelo fator de Lorentz. Da perspectiva de quem
injeta mais impulso externo, em uma nave, com o objetivo de aumentar a sua velocidade,
há um impedimento energético para que se possa ultrapassar a velocidade da luz mesmo
tendo combustível e energia suficientes para tal. 
 
Examinando o caso apresentado a partir dos estudos sobre energia relativística, analise as
afirmativas a seguir e assinale V para o que for verdadeiro e F para o que for falso. 
 
I. ( ) Não há qualquer impedimento no caso, pois as fórmulas de Lorentz e de Einstein
só valem para partículas de massa constante, e um foguete perde massa ao acelerar. 
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Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
II. ( ) Não há impedimento, haja vista que, se houver força e impulsos suficientes, a
nave pode ser acelerada por mecanismos externos até atingir a velocidade da luz, ou
mesmo ultrapassá-la. 
III. ( ) O momento relativístico aumenta conforme a velocidade se aproxima da
velocidade da luz. Quanto mais energia e impulso forem transferidos para a nave, mais
vai em impulso do que em velocidade (ganho), logo, a velocidade da luz não pode ser
alcançada por uma nave realística. 
IV. ( ) O impedimento é apenas em termos de recursos e dinheiro: tendo recursos,
podemos construir um motor que aumente arbitrariamente a velocidade da nave para
atingir a velocidade da luz. 
V. ( ) O comprimento da nave encurta, de modo que menos combustível cabe nela para
que tenha mais recursos de impulso e ganhe mais velocidade. Dessa forma, ela não pode
alcançar a velocidade da luz. 
 
Assinale a opção correta. 
 
F, F, V, F, F.
F, F, V, F, F.
Resposta correta: O momento relativístico da nave diverge no limite em que beta
tende a 1, impedindo acréscimo de velocidade. Mesmo que pudéssemos injetar
impulso em ritmo rápido, mais ganho vai em impulso do que ganho relativo na
velocidade. 
Pergunta 8
Resposta Selecionada:
 
Resposta Correta:
 
Comentário
da resposta:
Um dos mais notáveis efeitos relativísticos é o encurtamento do tempo de viagem de
naves relativísticas. Para o cálculo dessa situação, utilizamos a expressão 
, que é o tempo da viagem para quem ficou em Terra (ida e volta), e 
, que é a distância em anos-luz até o planeta X. 
 
 
Quanto tempo dura a viagem para um astronauta, no limite em que a velocidade da nave
se aproxima da velocidade da luz, conhecendo-se a distância do planeta em anos-luz? 
 
e: 
e: 
Resposta incorreta: Lembre-se de subtrair 1 dentro da raiz e de não inverter o sinal
do segundo termo na raiz. Há erro na utilização do sinal positivo, que não deve
estar lá. A inserção de um fator 2 e um sinal positivo é arbitrária na hora de isolar o
tempo da nave.
Pergunta 9
0 em 1 pontos
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Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
O experimento do interferômetro de Michelson teve muitos resultados úteis para a
aplicação da diferença de fase no sentido de analisarmos a precisão da espessura de
materiais transparentes, no nível do comprimento de onda da luz, ou mesmo para inferir o
índice de refração do material. Contudo, o resultado mais notável desse experimento foi
eliminar de vez uma possível dependência da velocidade da luz com o movimento da
Terra (ou do experimento em si). Este experimento é uma das bases para se compreender
os postulados da Relatividade Especial. 
 
Levando em conta os postulados da relatividade, a emissão da luz por uma lâmpada
esférica que se move à velocidade c/2, da esquerda para a direita: 
 
não altera a velocidade da luz, que fica a mesma no sistema da lâmpada
que se move e no nosso sistema de referência.
não altera a velocidade da luz, que fica a mesma no sistema da lâmpada
que se move e no nosso sistema de referência.
Resposta correta: Sabemos que a velocidade da luz é a mesma no sistema
da lâmpada e no nosso sistema, por isso, não há alteração. 
Pergunta 10
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Sabemos que a expressão da dilatação do tempo, entre dois sistemas de referência inerciais que
se movem em velocidade V, depende da escolha e da determinação de eventos A e B, os quais
são definidos para as medidas entre os intervalos de tempo: 
 
 
Sobre as suposições que estão por trás da aplicação dessa fórmula, com relação aos eventos em
si, por que ela descreve dilatação do tempo e não contração do tempo? 
 
~ Resposta correta: Os eventos estão na mesma posição e o denominador < 1, visto que V é
menor do que c (a velocidade relativa entre os sistemas de referência é menor do que a da luz,
sempre); o denominador sempre é menor do que 1. Consequentemente: . 
 
 @ Resposta incorreta: Há equívoco na localização dos eventos, e o denominador é < 1 sempre
(exceto quando V = 0). Os eventos A e B estão no sistema em que esses eventos estão em
repouso. Além disso, os eventos estão no mesmo lugar no sistema em repouso, e o denominador é
menor do que 1. Por fim, os eventos não estão localizados em tempos diferentes, e o resultado dos
tempos é que deve ser avaliado e comparado, havendo dilatação do tempo.
Os eventos A e B estão localizados na mesma posição, e o denominador é
sempre menor do que 1, o que implica dilatação, e não contração do tempo.
Os eventos A e B estão localizados na mesma posição, e o denominador é
sempre menor do que 1, o que implica dilatação, e não contração do
tempo.
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