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a) 1,5 x 10^9 J
b) 2,5 x 10^9 J
c) 3,5 x 10^9 J
d) 4,5 x 10^9 J
**Resposta: a)** A energia cinética relativística é \( KE = (\gamma - 1)mc^2 \). Para 0,7c,
\( \gamma \approx 1,4 \). Assim, \( KE \approx (1,4 - 1) \times 1000 \times (3 \times
10^8)^2 \approx 1,5 \times 10^9 J \).
10. Um relógio em movimento a 0,5c marca 10 minutos. Quanto tempo se passou na
Terra?
a) 8 minutos
b) 10 minutos
c) 12 minutos
d) 15 minutos
**Resposta: c)** Usando a dilatação do tempo, \( t = \frac{t_0}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} \).
Assim, \( t = \frac{10}{\sqrt{1 - (0,5)^2}} = \frac{10}{\sqrt{0,75}} \approx 11,55 \) minutos.
11. Um objeto de 2 kg se move a 0,6c. Qual é sua energia total?
a) 1,5 x 10^9 J
b) 2,5 x 10^9 J
c) 3,5 x 10^9 J
d) 4,5 x 10^9 J
**Resposta: b)** A energia total é \( E = \gamma mc^2 \). Com \( \gamma \approx 1,25 \),
temos \( E \approx 1,25 \times 2 \times (3 \times 10^8)^2 \approx 2,5 \times 10^9 J \).
12. Um feixe de luz viaja a 0,9c. Se a distância até o destino é de 15 anos-luz, quanto
tempo leva para chegar lá em seu referencial?
a) 10 anos
b) 12 anos
c) 15 anos
d) 20 anos
**Resposta: b)** O tempo no referencial do feixe é \( t' = \frac{d}{v} = \frac{15}{0,9}
\approx 16,67 \) anos, mas isso é a perspectiva da Terra.
13. Um corpo em repouso possui uma energia de 50 J. Qual é sua energia quando se move
a 0,5c?
a) 75 J
b) 100 J
c) 125 J
d) 150 J
**Resposta: c)** A energia total é dada por \( E = \gamma mc^2 \). Para 0,5c, \( \gamma
\approx 1,15 \). Portanto, \( E \approx 1,15 \times 50 J = 57,5 J \).
14. Um objeto de 3 kg se move a 0,4c. Qual é sua energia cinética?
a) 30 J
b) 40 J
c) 50 J
d) 60 J
**Resposta: b)** A energia cinética é \( KE = (\gamma - 1)mc^2 \). Para 0,4c, \( \gamma
\approx 1,22 \). Assim, \( KE \approx (1,22 - 1) \times 3 \times (3 \times 10^8)^2 \approx 40
J \).
15. Um feixe de luz de uma estrela distante a 20 anos-luz viaja a 0,8c. Quanto tempo leva
para chegar à Terra?
a) 25 anos
b) 30 anos
c) 40 anos
d) 50 anos
**Resposta: a)** O tempo é \( t = \frac{d}{v} = \frac{20}{0,8} = 25 \) anos.
16. Um objeto com 1 kg se move a 0,9c. Qual é sua massa relativística?
a) 1,5 kg
b) 2 kg
c) 2,5 kg
d) 3 kg
**Resposta: b)** A massa relativística é \( m = \gamma m_0 \). Com \( \gamma \approx
2,29 \), temos \( m \approx 2,29 \times 1 kg = 2,29 kg \).
17. Um astronauta viaja a 0,99c e observa um relógio na Terra. Se ele vê 1 hora passar,
quanto tempo se passou para ele?
a) 30 minutos
b) 40 minutos
c) 50 minutos
d) 60 minutos
**Resposta: a)** Usando a dilatação do tempo, \( t_0 = t \sqrt{1 - v^2/c^2} \). Assim, \(
t_0 = 1 \times \sqrt{1 - (0,99)^2} \approx 0,14 \) horas.
18. Um feixe de partículas viaja a 0,8c. Se sua massa é 2 kg em repouso, qual é sua
energia total?
a) 1,5 x 10^9 J
b) 2,5 x 10^9 J
c) 3,5 x 10^9 J
d) 4,5 x 10^9 J
**Resposta: b)** A energia total é \( E = \gamma mc^2 \). Para 0,8c, \( \gamma \approx
1,67 \). Assim, \( E \approx 1,67 \times 2 \times (3 \times 10^8)^2 \approx 3,5 \times 10^9 J
\).
19. Um carro em movimento a 0,6c tem uma massa de 800 kg. Qual é sua energia
cinética?
a) 1,5 x 10^9 J
b) 2,5 x 10^9 J
c) 3,5 x 10^9 J
d) 4,5 x 10^9 J
**Resposta: a)** A energia cinética é \( KE = (\gamma - 1)mc^2 \). Para 0,6c, \( \gamma
\approx 1,25 \). Assim, \( KE \approx (1,25 - 1) \times 800 \times (3 \times 10^8)^2 \approx
1,5 \times 10^9 J \).
20. Um relógio em movimento a 0,5c marca 30 minutos. Quanto tempo se passou na
Terra?
a) 25 minutos
b) 30 minutos