Prévia do material em texto
17. Se um objeto é acelerado a 0,99c, qual é a sua energia cinética em relação à sua
massa em repouso de 1 kg?
A) 4,5 MJ
B) 6,5 MJ
C) 7,5 MJ
D) 9,5 MJ
**Resposta:** C) 7,5 MJ.
**Explicação:** A energia cinética é dada por \( KE = (\gamma - 1) mc^2 \). Para \( \gamma
\approx 7,09 \), temos \( KE \approx (7,09 - 1) \times 1 \times (3 \times 10^8)^2 \approx 7,5
\times 10^6 J \).
18. Um fóton tem uma energia de 2 eV. Qual é a sua frequência?
A) 1,2 x 10^14 Hz
B) 3,2 x 10^14 Hz
C) 4,0 x 10^14 Hz
D) 5,0 x 10^14 Hz
**Resposta:** B) 3,2 x 10^14 Hz.
**Explicação:** A energia de um fóton é dada por \( E = hf \), onde \( h \) é a constante de
Planck (\( 6,626 \times 10^{-34} J.s \)). Portanto, \( f = \frac{E}{h} = \frac{2 \times 1,6 \times
10^{-19}}{6,626 \times 10^{-34}} \approx 3,2 \times 10^{14} Hz \).
19. Um objeto se move a 0,4c em relação a um observador. Qual é o fator de Lorentz \(
\gamma \)?
A) 1,2
B) 1,4
C) 1,5
D) 1,8
**Resposta:** B) 1,4.
**Explicação:** O fator de Lorentz é \( \gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - (0,4)^2}} \approx 1,4 \).
20. Um corpo em movimento a 0,8c tem uma energia total de 20 MJ. Qual é a sua massa
em repouso?
A) 4 kg
B) 5 kg
C) 6 kg
D) 7 kg
**Resposta:** A) 4 kg.
**Explicação:** Usando \( E = \gamma mc^2 \), onde \( \gamma \approx 1,67 \), temos \(
20 = 1,67 m (3 \times 10^8)^2 \), resultando em \( m \approx 4 \) kg.
21. Um objeto em repouso tem uma massa de 3 kg. Qual é sua massa relativística quando
se move a 0,6c?
A) 4 kg
B) 5 kg
C) 7 kg
D) 8 kg
**Resposta:** D) 8 kg.
**Explicação:** A massa relativística é \( m = \gamma m_0 \). Para \( v = 0,6c \), \( \gamma
\approx 1,25 \), então \( m \approx 1,25 \times 3 \approx 3,75 \) kg.
22. Um objeto em movimento a 0,3c tem uma energia cinética de 2 MJ. Qual é sua massa
em repouso?
A) 1 kg
B) 2 kg
C) 3 kg
D) 4 kg
**Resposta:** A) 1 kg.
**Explicação:** A energia cinética é \( KE = (\gamma - 1) mc^2 \). Para \( v = 0,3c \), \(
\gamma \approx 1,05 \), então \( 2 = (1,05 - 1) m (3 \times 10^8)^2 \), resultando em \( m
\approx 1 \) kg.
23. Um objeto se move a 0,9c e tem um comprimento de 3 m em seu próprio referencial.
Qual é o comprimento medido por um observador em repouso?
A) 3,5 m
B) 2,5 m
C) 1,5 m
D) 1 m
**Resposta:** C) 1,5 m.
**Explicação:** O comprimento é contraído pela fórmula \( L = L_0 \sqrt{1 -
\frac{v^2}{c^2}} \). Para \( v = 0,9c \), \( L \approx 3 \sqrt{0,19} \approx 3 \times 0,435 =
1,305 \) m.
24. Um objeto em movimento a 0,8c tem uma energia total de 30 MJ. Qual é a sua massa
em repouso?
A) 5 kg
B) 7 kg
C) 8 kg
D) 10 kg
**Resposta:** B) 7 kg.
**Explicação:** Usando \( E = \gamma mc^2 \), onde \( \gamma \approx 1,67 \), temos \(
30 = 1,67 m (3 \times 10^8)^2 \), resultando em \( m \approx 7 \) kg.
25. Um relógio em movimento a 0,99c marca 1 hora. Quanto tempo se passou para um
observador em repouso?
A) 1,5 horas
B) 7 horas
C) 14 horas
D) 20 horas
**Resposta:** C) 14 horas.
**Explicação:** Usando \( t' = t \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}} \), temos \( t' = 1 \sqrt{1 - (0,99)^2}
\approx 1 \sqrt{0,0198} \approx 0,14 \) horas.
26. Um objeto em movimento a 0,5c tem uma energia cinética de 5 MJ. Qual é sua massa
em repouso?
A) 2 kg
B) 3 kg
C) 4 kg
D) 5 kg
**Resposta:** A) 2 kg.