Relatividade

Física Física Moderna

Um pedaço de madeira se move para a direita com velocidade 3c/5 em relação ao solo. O comprimento do bastão no referencial ligado ao solo é L. Você se move com para a direita com velocidade c/2 com respeito ao solo. Qual o comprimento do bastão no seu referencial?

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Jaime perguntou há 4 anos

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Professor Luis G.
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Olá, Jaime.

aClassicamente, a velocidade relativa entre dois objetos se movendo que se movem um em relção ao outro é dado pelo vetor resultante das velocidades. Por exemplo se o pedaço de madeira tem uma velocidade \vec{v}_m = v_m\hat{i} e você se move na mesma direção e sentido, mas com uma velocidade de \vec{v}_J = v_j\hat{x}, ambos em relação ao solo, a velocidade relativa será

\vec{v}_{rel} = \vec{v}_m - \vec{v}_J

ou, em módulo,

v_{rel} = v_m - v_J

Entretanto, quando estamos tratado de volocidades comparáveis à velocidade da luz um termo de correção, o fator de Lorentz, precisa ser considerado.

v_{rel} = \frac{v_m - v_J}{1 - \dfrac{v_m \cdot v_J}{c^2}}

Substituindo os valores o pedaço de madeira estará se movendo com uma velocidade 

v_{rel} = \frac{1}{7}c

em relação à você. Objeto se movendo em velocidades comparáveis à velocidade da luz sofre a contração espacial dada por

\Delta L = L\sqrt{1 - \frac{v_{rel}^2}{c^2}}

Substituindo  teremos

\Delta L = \frac{\sqrt{48}}{7}L

ou 

\Delta L \simeq 0,9897L

Ou seja, o objeto sofre uma contração de aproximadamente 1%.

 

Espero ter ajudado.

Bons estudos!

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