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Resposta: A) mc² Explicação: A energia em repouso de um objeto é dada pela famosa equação de Einstein E = mc², onde m é a massa do objeto e c é a velocidade da luz. 5. Um foguete viaja a 0,9c. Qual é a sua massa relativística em relação à massa em repouso m0? A) 1.5m0 B) 2.3m0 C) 4.4m0 D) 10m0 Resposta: C) 4.4m0 Explicação: A massa relativística é dada por m = m0 * γ, onde γ = 1 / √(1 - v²/c²). Para v = 0,9c, γ = 1 / √(1 - 0,81) = 1 / √0,19 ≈ 2,29. Portanto, a massa relativística é m = m0 * 2,29. 6. Um feixe de luz é emitido de um foguete que viaja a 0,5c em relação à Terra. Qual é a velocidade da luz medida por um observador na Terra? A) 0,5c B) c C) 1,5c D) 0,25c Resposta: B) c Explicação: De acordo com a teoria da relatividade, a velocidade da luz no vácuo é sempre c, independentemente do movimento da fonte ou do observador. 7. Um objeto se move a 0,99c. Qual é a sua energia cinética em relação à sua massa em repouso? A) 0,5mc² B) 2mc² C) 4.9mc² D) 9.9mc² Resposta: D) 9.9mc² Explicação: A energia cinética relativística é dada por K = (γ - 1)mc². Para v = 0,99c, γ = 1 / √(1 - 0,9801) ≈ 7.09. Portanto, K = (7.09 - 1)mc² ≈ 6.09mc². 8. Um astronauta está a bordo de uma nave que viaja a 0,8c. Se ele mede seu comprimento como 10 m, qual é o comprimento medido por um observador na Terra? A) 8 m B) 10 m C) 12,5 m D) 16 m Resposta: A) 8 m Explicação: O fenômeno do encurtamento do comprimento é dado por L = L0 * 1/γ, onde L0 é o comprimento próprio e γ = 1/√(1 - v²/c²). Para v = 0,8c, γ = 1.67, então L = 10 * 1/1.67 ≈ 6 m. 9. Um elétron é acelerado até 0,95c. Qual é seu aumento de energia em relação à sua energia em repouso? A) 3.2mc² B) 5.4mc² C) 7.5mc² D) 8.2mc² Resposta: C) 7.5mc² Explicação: Para v = 0,95c, γ = 1 / √(1 - (0,95)²) ≈ 3.2. A energia total é E = γmc², então K = (γ - 1)mc² = (3.2 - 1)mc² = 2.2mc². 10. Um objeto viaja a 0,6c. Qual é a sua dilatação do tempo em comparação com um relógio em repouso? A) 0,6 vezes B) 1,25 vezes C) 1,67 vezes D) 2,5 vezes Resposta: B) 1,25 vezes Explicação: O tempo dilatado é dado por t' = t * γ, onde γ = 1 / √(1 - v²/c²). Para v = 0,6c, γ = 1.25, então o tempo dilatado é 1,25 vezes o tempo em repouso. 11. Um foguete viaja a 0,7c e emite um sinal de luz. Qual é a frequência do sinal medida por um observador na Terra, se a frequência emitida pelo foguete é 600 Hz? A) 300 Hz B) 600 Hz C) 800 Hz D) 1000 Hz Resposta: D) 1000 Hz Explicação: O efeito Doppler relativístico para luz é dado por f' = f * √((1 + β)/(1 - β)), onde β = v/c. Para v = 0,7c, temos f' = 600 * √((1 + 0,7)/(1 - 0,7)) = 600 * √(1.7/0.3) ≈ 1000 Hz. 12. Um objeto com massa em repouso de 2 kg está se movendo a 0,5c. Qual é sua energia total? A) 2.5 J B) 4 J C) 6 J D) 10 J Resposta: C) 6 J Explicação: A energia total é dada por E = γmc². Para v = 0,5c, γ = 1 / √(1 - 0,25) = 1.15. Assim, E = 1.15 * 2 kg * (3 * 10^8 m/s)² = 6.9 * 10^16 J. 13. Um objeto de 1 kg viaja a 0,8c. Qual é a sua quantidade de movimento relativística? A) 0,8 kg·m/s B) 1 kg·m/s C) 1,67 kg·m/s D) 2 kg·m/s Resposta: C) 1,67 kg·m/s Explicação: A quantidade de movimento relativística é dada por p = γmv. Para v = 0,8c, γ = 1.67, então p = 1.67 * 1 kg * 0.8 * (3 * 10^8 m/s) = 4.0 * 10^16 kg·m/s. 14. Um relógio em movimento a 0,9c em relação a um observador marca 5 segundos. Quanto tempo passa para o observador? A) 2 segundos B) 5 segundos C) 10 segundos D) 20 segundos Resposta: C) 10 segundos