Questões de Física - Física moderna - Teoria da relatividade - Geral

Uma partícula, que se move com velocidade , tem sua massa , de acordo com a Teoria Relativística, dada pela equação , em que é a massa da própria partícula em repouso e é a velocidade da luz no vácuo. Com base no exposto, assinale a alternativa correta.

(Se necessário, utilize )

(URCA/2024.1) Suponha que um certo observador inercial detectou um fóton com velocidade na direção e sentido de um eixo e considere um referencial que se move, em relação a este observador, com velocidade constante de no mesmo sentido tentando perseguir o fóton (Aqui c é a velocidade da luz no vácuo).

De acordo com a teoria da relatividade a velocidade deste fóton para este segundo referencial é:

Em um experimento, dois relógios idênticos e sincronizados apresentam uma diferença perceptível na medida do tempo. Um dos relógios se encontra em repouso, enquanto o outro está em movimento a uma velocidade escalar v constante, próxima à velocidade escalar c da luz. Segundo a teoria da relatividade de Albert Einstein, entre o intervalo de tempo , medido pelo relógio em repouso, e o intervalo de tempo , medido pelo relógio em movimento, observa-se a seguinte relação:

Considere que o deslocamento do relógio ocorre à velocidade durante segundos.

Logo, o tempo, em segundos, decorrido no relógio em repouso, é igual a:

Quando dois buracos negros (BNs), em um sistema binário, se fundem, segundo a Teoria da Reletividade Geral de Einstein (1879-1955), energia é carregada para longe pelas ondas gravitacionais (vide imagem). A energia total irradiada () nesta fusão pode ser avaliada através da seguinte fórmula:

Onde e m são, respectivamente as massas presumidas dos dois buracos negros.

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=KcO2ZNj0tbs (adaptada).

Segundo a equação de Einstein para a equivalência massa-energia, , podemos escrever:

Comparando as duas equações, concluímos que a massa irradiada por ocasião da fusão é:

Suponha que dois buracos negros tenham, respectivamente, e .

Estima-se que o Sol perderá 1% de sua massa total na forma de radiação (transformação de massa em energia), durante toda a sua existência na Sequência Principal (SP).

Assinale a alternativa que traz a razão entre a massa perdida na fusão destes BNs e a que o Sol perderá na SP.

Quando dois buracos negros, em um sistema binário, se fundem, segundo a Teoria da Reletividade Geral de Einstein (1879-1955), energia é carregada para longe pelas ondas gravitacionais (vide animação). A energia total irradiada () nesta fusão pode ser avaliada através da seguinte fórmula:

Onde M e m são, respectivamente as massas presumidas dos dois buracos negros.

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=KcO2ZNj0tbs (adaptado).

Segundo a equação de Einstein para a equivalência massa-energia, E=m , podemos escrever:

Comparando as duas equações, concluímos que a massa irradiada por ocasião da fusão é:

Suponha que dois buracos negros tenham, respectivamente, e .

Assinale a opção que traz o valor aproximado da massa perdida por irradiação das ondas gravitacionais depois da fusão destes buracos negros, em função da massa solar.

A Física desenvolvida a partir do século XX normalmente é chamada de Física Moderna, a qual permite explicar fenômenos da natureza que ocorrem a nível atômico e a altas velocidades. As proposições de Albert Einstein, Max Planck e Louis De Broglie foram fundamentais para o início do desenvolvimento da Física Moderna.

Sobre os aportes desses cientistas à Física Moderna, é correto afirmar que: