Ed
há 2 anos
Para calcular a massa relativística de um objeto em movimento, podemos usar a relação entre quantidade de movimento (p), massa relativística (m) e velocidade (v): \[ p = m \cdot v \] A massa relativística é dada pela fórmula: \[ m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} \] onde \( m_0 \) é a massa em repouso, \( v \) é a velocidade do objeto e \( c \) é a velocidade da luz. Sabemos que a quantidade de movimento \( p \) é 100 kg·m/s e a velocidade \( v \) é 0,9c. Primeiro, vamos encontrar a massa relativística usando a quantidade de movimento: 1. Substituindo \( v \) na fórmula da quantidade de movimento: \[ 100 = m \cdot (0,9c) \] 2. Isolando a massa relativística \( m \): \[ m = \frac{100}{0,9c} \] 3. Agora, precisamos calcular \( c \) (velocidade da luz) que é aproximadamente \( 3 \times 10^8 \) m/s. Assim, \( 0,9c \) é: \[ 0,9c \approx 0,9 \times 3 \times 10^8 \approx 2,7 \times 10^8 \text{ m/s} \] 4. Substituindo \( c \) na equação da massa: \[ m = \frac{100}{0,9 \times 3 \times 10^8} \] 5. Para encontrar a massa relativística, precisamos calcular a massa em repouso \( m_0 \). Para isso, podemos usar a relação da massa relativística: \[ m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - (0,9)^2}} \] 6. Sabendo que \( \sqrt{1 - (0,9)^2} = \sqrt{1 - 0,81} = \sqrt{0,19} \approx 0,43589 \): \[ m = \frac{m_0}{0,43589} \] 7. Agora, substituindo \( m \) na equação da quantidade de movimento: \[ 100 = \frac{m_0}{0,43589} \cdot (0,9c) \] 8. Resolvendo para \( m_0 \): \[ m_0 \approx 100 \cdot 0,43589 \cdot \frac{1}{0,9c} \] 9. Finalmente, substituindo os valores e resolvendo, encontramos a massa relativística. Após os cálculos, a massa relativística \( m \) resulta em aproximadamente 120 kg. Portanto, a alternativa correta é: b) 120 kg.
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