Mecânica Relativista

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, 
CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO GROSSO
CAMPUS CUIABÁ – BELA VISTA
MECÂNICA RELATIVISTA
TURMA: 2° SEMESTRE DE QUÍMICA
NOMES: ANNA FERNANDA, KARINA MIHO E LUCAS PINTO.
DATA: 24/11/2014
INTRODUÇÃO
O físico alemão Albert Einstein afirmou, em 1905, que tempo e espaço são relativos e estão ligados. Complicado? A principal sacada é enxergar o tempo como uma espécie de lugar onde a gente caminha. Mesmo que agora você esteja parado lendo isso, você está se movendo - pelo menos, na dimensão do tempo. Afinal, os segundos estão passando, e isso significa que você se desloca pelo tempo como se estivesse em um trem que corre para o futuro em um ritmo constante. Mas Einstein também descobriu algo surreal ao constatar que esse "trem do tempo" pode ser acelerado ou freado. Ou seja, o tempo pode passar mais rápido para uns e mais devagar para outros. 
Se você estiver andando, por exemplo, as horas vão ser mais vagarosas para você do que para alguém que esteja parado. Mas, como as velocidades que vivenciamos no dia-a-dia são muito pequenas, a diferença na passagem do tempo é insignificante. Porém, se fosse possível passar um ano dentro de uma espaçonave que se desloca a 1,07 bilhão de km/h e depois retornar para a Terra, as pessoas que ficaram por aqui estariam dez anos mais velhas! Como elas estavam praticamente paradas em relação ao movimento da nave, o tempo passou dez vezes mais rápido para elas – do ponto de vista do Einstein. Para os outros terráqueos, foi você quem teve a experiência de sentir o tempo passar mais devagar. Dessa forma, o tempo deixa de ser um valor universal e passa a ser relativo ao ponto de vista de cada um, daí vem o nome "Relatividade". Ainda de acordo com os estudos de Einstein, o tempo vai passando cada vez mais devagar até que se atinja a velocidade da luz, de 1,08 bilhão de km/h, o valor máximo possível no Universo.
A essa velocidade o tempo simplesmente deixa de passar, é como se a velocidade do espaço retirasse tudo o que fosse possível da velocidade do tempo. No outro extremo, para quem está parada, a velocidade está toda concentrada na dimensão do tempo. Ainda em 1905, Einstein concluiu que matéria e energia estavam tão entrelaçadas quanto espaço e tempo. Foi aí surgiu a célebre equação E = mc2, que revela que uma pequena quantidade de matéria pode gerar uma quantidade absurda de energia.
Por fim, em 1916, Einstein examinou a influência do espaço e do tempo na atração entre os corpos e redefiniu a gravidade - até então, a inquestionável física clássica de Isaac Newton (1642-1727) considerava apenas a ação da massa dos corpos.
CONTEÚDO
MECÂNICA RELATIVISTA
A Teoria da Relatividade é a denominação dada ao conjunto de duas teorias científicas: Relatividade restrita (ou Especial) e Relatividade geral.
A Relatividade Especial, ou Teoria da Relatividade Restrita é uma teoria publicada em 1905 por Albert Einstein, baseada em um estudo do matemático francês Henri Poincaré. Ele trocou os conceitos independentes de espaço e tempo da Teoria de Newton pela ideia de espaço-tempo como uma entidade geométrica. O espaço-tempo na relatividade especial tem uma variedade de 4 dimensões, uma temporal e três espaciais, nas quais noções de geometria podem ser utilizadas.
O termo especial é usado porque ela é um caso especial do princípio da relatividade onde efeitos da gravidade são ignorados. Dez anos após a publicação da teoria especial, Einstein publicou a Teoria Geral da Relatividade, que é a versão especial, mas integrada com os efeitos da gravitação.
· HISTÓRIA
O princípio da relatividade foi surgindo ao longo da história da filosofia e da ciência como consequência da compreensão progressiva de que dois referenciais diferentes oferecem visões perfeitamente plausíveis, ainda que diferentes, de um mesmo efeito.
O princípio da relatividade foi introduzido na ciência moderna por Galileu e afirma que o movimento, ou pelo menos o movimento retilíneo uniforme, só tem algum significado quando comparado com algum outro ponto de referência. Segundo o princípio da relatividade de Galileu, não existe sistema de referência absoluto pelo qual todos os outros movimentos possam ser medidos. Galileu referia-se à posição relativa do Sol (ou sistema solar) com as estrelas de fundo. Com isso, elaborou um conjunto de transformações chamadas “transformadas de Galileu”, compostas de cinco leis para sintetizar as leis do movimento. Mas naquele tempo acreditava-se que a propagação eletromagnética, ou seja, a luz fosse instantânea; e, portanto, Galileu e mesmo Newton não consideravam em seus cálculos que os acontecimentos observados (cronometrados) fossem dissociados dos fatos. Esse fenômeno que separava a luz do som, aqui na Terra, seria mais acentuado quando observado a grandes distâncias, e já mostrava, em fins do século XIX, a importância de estabelecer normas aplicáveis em uma teoria do tempo.
POSTULADO DE EINSTEIN
1. Primeiro postulado (princípio da relatividade)
As leis que governam as mudanças de estado em quaisquer sistemas físicos tomam a mesma forma em quaisquer sistemas de coordenadas inerciais.
Nas palavras de Einstein:
“... existem sistemas cartesianos de coordenadas - os chamados sistemas de inércia - relativamente aos quais as leis da mecânica (mais geralmente as leis da física) se apresentam com a forma mais simples. Podemos assim admitir a validade da seguinte proposição: se K é um sistema de inércia, qualquer outro sistema K em movimento de translação uniforme relativamente a K, é também um sistema de inércia."
2. Segundo postulado (invariância da velocidade da luz)
A luz tem velocidade invariante igual a c em relação a qualquer sistema de coordenadas inercial.
A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores em referenciais inerciais e não depende da velocidade da fonte que está emitindo a luz nem tampouco do observador que a está medindo. A luz não requer qualquer meio (como o éter) para se propagar. De fato, a existência do éter é mesmo contraditória com o conjunto dos fatos e com as leis da mecânica.
Apesar de o primeiro postulado ser quase senso comum, o segundo não é tão óbvio. Mas ele é de certa forma uma consequência de se utilizar o primeiro postulado ao se analisarem as equações do eletromagnetismo. Através das transformações de Lorentz pode-se demonstrar o segundo postulado.
Porém, é necessário dizer que Einstein, segundo alguns, não quis basear a relatividade nas equações de Maxwell, talvez porque entendesse que a validade destas não era ilimitada. Isto decorre da existência do fóton, o que tacitamente indica que as equações de campo previstas por Maxwell não podem ser rigorosamente lineares.
ESPAÇO E TEMPO
Na física, espaço-tempo é o sistema de coordenadas utilizado como base para o estudo da relatividade restrita e relatividade geral. O tempo e o espaço tridimensional são concebidos, em conjunto, Einstein demonstrou em seus estudos que o espaço e o tempo não podem ser verificados isoladamente, ou seja, um evento só pode ser definido conforme seu lugar no espaço – nas três dimensões – e o instante em que ocorre – o tempo. Um ponto, no espaço-tempo, pode ser designado como um "acontecimento". Cada acontecimento tem quatro coordenadas (t, x, y, z); ou, em coordenadas angulares, t, r, θ, e φ que dizem o local e a hora em que ele ocorreu, ocorre ou ocorrerá. 
Pontos no espaço-tempo são chamados de eventos e são definidos por quatro números, por exemplo, (x, y, z, ct), onde c é a velocidade da luz e pode ser considerado como a velocidade que um observador se move no tempo. Isto é, eventos separados no tempo de apenas 1 segundo estão a 300.000 km um do outro no espaço-tempo.
A figura sentada está com a perna esquerda dobrada, com o braço esquerdo apoiado na perna e com o rosto apoiado no braço. No entanto, ao contrário do esperado, o rosto da mulher está virado para o observador e, além disso, a parte direita do corpo dela está de costas, paralela à superfície da tela. Dessa forma, a figura em questão está representadasegundo três pontos de vista diferentes. A isso se dá o nome de simultaneísmo, assim definido por Romão: “É a possibilidade de percepção e de representação de várias ocorrências ao mesmo tempo”.
REFÊRENCIAS
http://gravitation.web.ua.pt/sites/gravitation.web.ua.pt/files/Notas_Relatividade.pdf
http://www.brasilescola.com/fisica/postulados-einstein.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%A7o-tempo
http://www.universitario.com.br/noticias/n.php?i=7156