Teoria da relatividade restrita
A teoria da relatividade restrita é a teoria formulada por Albert Einstein que está fundamentada no princípio da relatividade restrita, no qual as leis da física precisam ser iguais em todos os referenciais inerciais, e no princípio de constância da velocidade da luz, que trata a velocidade da luz como constante e máxima para qualquer corpo.
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Resumo sobre a teoria da relatividade restrita
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Os postulados da teoria da relatividade restrita são o princípio de relatividade restrita e o princípio de constância da velocidade da luz.
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As consequências da teoria da relatividade incluem a velocidade da luz no vácuo ser a velocidade máxima, ausência de éter e simultaneidade de efeitos, que alterou os conceitos de tempo e espaço.
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Através da teoria da relatividade restrita podemos calcular a dilatação do tempo e a contração do espaço.
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A paternidade da teoria da relatividade restrita é do físico-teórico Albert Einstein.
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A teoria da relatividade restrita é empregada no estudo das partículas subatômicas, atômicas e cósmicas, campo eletromagnético e luz, calibração dos imãs das tevês de tubo, etc.
Videoaula sobre a teoria da relatividade restrita
Quais são os postulados da teoria da relatividade restrita?
Os postulados da teoria da relatividade restrita foram formulados pelo físico-teórico Albert Einstein (1879-1955) em 1905. De acordo com o livro “Curso de Física Básica: ótica, relatividade e física quântica”, eles são:
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Princípio de relatividade restrita: “As leis físicas são as mesmas em todos os referenciais inerciais”.
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Princípio de constância da velocidade da luz: “A velocidade da luz no vácuo é a mesma em todas as direções e em todos os referenciais inerciais, e é independente do movimento da fonte”.
As consequências da teoria da relatividade restrita
As consequências da teoria da relatividade restrita incluem:
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a validação de que não existe o éter (substância que comporia o espaço);
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que a velocidade máxima que qualquer corpo, partícula ou evento pode atingir é a velocidade da luz no vácuo;
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a reavaliação e modificação do princípio de simultaneidade de eventos (que é relativa ao que dois observadores percebem quando estão em referenciais distintos), passando a considerar o comportamento do tempo e do espaço como relativo. Uma partícula que se propaga com velocidade próxima à da luz observará uma diminuição da distância (contração do comprimento) e menor passagem do tempo (dilatação do tempo) em comparação a um observador externo a ele.
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Quais as principais fórmulas da teoria da relatividade restrita?
→ Fator de Lorentz
v é a velocidade do corpo.
c é a velocidade da luz no vácuo, com valor de
→ Contração do comprimento
Também pode ser representada como:
v é a velocidade do corpo.
c é a velocidade da luz no vácuo, com valor de
→ Dilatação do tempo
Também pode ser representada como:
v é a velocidade do corpo.
c é a velocidade da luz no vácuo, com valor de
Qual a origem da teoria da relatividade restrita?
Baseado nos estudos do físico Hendrik Lorentz (1853-1928) e nos resultados obtidos a partir do experimento Michelson-Morley (de que, ou o éter não existe, ou sua influência é mínima na velocidade da luz), em 1905 o físico-teórico Albert Einstein (1879-1955) publicou no artigo “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento” a teoria da relatividade restrita.
Aplicação da teoria da relatividade restrita no cotidiano
A teoria da relatividade restrita é aplicada em:
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investigações e análises a respeito das partículas subatômicas e atômicas;
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cor e durabilidade do ouro;
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calibração dos imãs dos televisores de tubo;
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estudos sobre o campo eletromagnético e a luz;
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estudo de partículas cósmicas.
Teoria da relatividade geral x teoria da relatividade restrita
A teoria da relatividade restrita e a teoria da relatividade geral são teorias desenvolvidas pelo físico-teórico Albert Einstein que apresentam algumas diferenças. Enquanto a teoria da relatividade restrita aborda principalmente a constância da luz e o comportamento das partículas e corpos a velocidades próximas a da luz, a teoria da relatividade geral aborda o desvio sofrido pela luz ao se aproximar de corpos massivos e a gravidade ser redefinida como uma consequência da curvatura do tecido espaço-tempo.
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Exercícios resolvidos sobre teoria da relatividade restrita
01) (UFPE) Um astronauta é colocado a bordo de uma espaçonave e enviado para uma estação espacial a uma velocidade constante v = 0,8 c, onde c é a velocidade da luz no vácuo. No referencial da espaçonave, o tempo transcorrido entre o lançamento e a chegada na estação espacial foi de 12 meses. Qual o tempo transcorrido no referencial da Terra, em meses?
a) 5
b) 10
c) 20
d) 100
e) 200
Resolução:
Alternativa C. Calcularemos o tempo que passou no referencial da Terra através da fórmula da dilatação do tempo:
Onde é o tempo do corpo em repouso e é o tempo do corpo em movimento.
02) (UFMG-MG) Observe esta figura:
Paulo Sérgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma espacial, com velocidade de 0,7 c, em que c é a velocidade da luz.
Para se comunicar com Paulo Sérgio, Priscila, que está na plataforma, envia um pulso luminoso em direção à nave. Com base nessas informações, é correto afirmar que a velocidade do pulso medida por Paulo Sérgio é de:
a) 0,7 c.
b) 1,0 c.
c) 0,3 c.
d) 1,7 c.
Resolução:
Alternativa B. A velocidade da luz no vácuo é constante, portanto a velocidade do pulso medida por Paulo Sérgio é de 1,0 c.
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Ótica e Física Moderna. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Ótica, Relatividade, Física Quântica (vol. 4). Editora Blucher, 2015.