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a) 5 anos b) 10 anos c) 15 anos d) 20 anos Resposta: b) 10 anos. Explicação: A luz viaja a uma velocidade constante de c. Portanto, para percorrer 10 anos-luz, levará 10 anos. 6. Um astronauta está em um foguete que viaja a 0,99c. Se ele aciona uma lanterna, qual é a velocidade da luz medida por ele? a) 0,99c b) c c) 1,99c d) 0,5c Resposta: b) c. Explicação: Segundo a relatividade, a velocidade da luz é sempre c, independentemente da velocidade do observador. 7. Um objeto de 3 kg se move a 0,4c. Qual é a sua energia total? a) 3,6 MJ b) 4,5 MJ c) 5,2 MJ d) 6,0 MJ Resposta: b) 4,5 MJ. Explicação: A energia total é E = γm0c². Para v = 0,4c, γ = 1,16. Logo, E = 1,16 * 3 kg * (3 x 10^8 m/s)² = 4,5 MJ. 8. Qual é a consequência da dilatação do tempo para dois gêmeos, um dos quais viaja em uma nave espacial a 0,8c? a) O gêmeo na nave envelhece mais rápido. b) O gêmeo na nave envelhece mais devagar. c) Ambos envelhecem igualmente. d) O gêmeo na nave não envelhece. Resposta: b) O gêmeo na nave envelhece mais devagar. Explicação: De acordo com a teoria da relatividade, o gêmeo que viaja a alta velocidade experimenta menos passagem de tempo em comparação com o gêmeo em repouso. 9. Um corpo com massa em repouso de 5 kg viaja a 0,6c. Qual é a sua energia em repouso e sua energia total? a) E0 = 45 MJ, E = 56 MJ b) E0 = 50 MJ, E = 60 MJ c) E0 = 25 MJ, E = 30 MJ d) E0 = 15 MJ, E = 20 MJ Resposta: b) E0 = 50 MJ, E = 60 MJ. Explicação: A energia em repouso é E0 = m0c² = 5 kg * (3 x 10^8 m/s)² = 50 MJ. Para a energia total, usando γ = 1,25, temos E = γm0c² = 1,25 * 50 MJ = 62,5 MJ. 10. Um objeto em movimento a 0,7c tem uma massa em repouso de 10 kg. Qual é a sua massa relativística? a) 10 kg b) 12 kg c) 15 kg d) 20 kg Resposta: c) 15 kg. Explicação: A massa relativística é dada por m = m0 * γ. Para v = 0,7c, γ = 1,40. Portanto, m = 10 kg * 1,40 = 14 kg. 11. Um foguete viaja a 0,5c e está a 20 anos-luz da Terra. Quanto tempo levará para chegar à Terra, segundo um observador na Terra? a) 20 anos b) 40 anos c) 60 anos d) 80 anos Resposta: b) 40 anos. Explicação: O tempo de viagem é dado por t = d/v. Assim, t = 20 anos-luz / 0,5c = 40 anos. 12. Um feixe de luz é emitido de um ponto a 15 anos-luz de distância. Se um observador se move a 0,9c em direção ao feixe, quanto tempo levará para ver a luz? a) 10 anos b) 15 anos c) 20 anos d) 25 anos Resposta: b) 15 anos. Explicação: A luz ainda viaja a c, então a distância de 15 anos-luz levará 15 anos para chegar ao observador, independentemente de sua velocidade. 13. Um objeto de 4 kg está se movendo a 0,8c. Qual é a sua energia cinética? a) 6,4 MJ b) 8,0 MJ c) 12,8 MJ d) 16,0 MJ Resposta: c) 12,8 MJ. Explicação: A energia cinética é dada por K = (γ - 1)m0c². Para v = 0,8c, γ = 1,67, então K = (1,67 - 1) * 4 kg * (3 x 10^8 m/s)² = 12,8 MJ. 14. Um astronauta em um foguete viaja a 0,6c e observa um relógio em repouso na Terra. Se o relógio marca 10 segundos, quanto tempo é medido pelo astronauta? a) 8 segundos b) 10 segundos c) 12 segundos d) 15 segundos Resposta: a) 8 segundos. Explicação: O tempo medido pelo astronauta é dado por Δt' = Δt / γ. Para v = 0,6c, temos γ = 1,25, então Δt' = 10 s / 1,25 = 8 s. 15. Um corpo com massa em repouso de 3 kg está viajando a 0,9c. Qual é a sua energia total? a) 3,6 MJ b) 5,4 MJ c) 6,0 MJ d) 8,0 MJ Resposta: c) 6,0 MJ. Explicação: A energia total é E = γm0c². Para v = 0,9c, γ = 2,29. Portanto, E = 2,29 * 3 kg * (3 x 10^8 m/s)² = 6,0 MJ. 16. Um foguete se move a 0,75c. Qual é o fator de Lorentz (γ)? a) 1,25 b) 1,5 c) 1,75