2) Responda:
a) Como passou a ser o tempo e o Espaço após a descoberta de Einstein?
b) Cite dois experimentos realizados atualmente que permitiram a observação e mensuração
da dilatação do tempo:
c) Qual a quarta dimensão para se movimentar no Universo?
d) Qual formula devemos usar para calcular a Energia de uma particula? Qual o significado de
cada letra?
e) A que estão associadas massa e energia?
f) Por que Einstein passou a ser conhecido como "o pai da bomba atômica"?
Soluções para a tarefa
A
O espaço e o tempo passaram a serem tratados como pertencentes a algo maior, o espaço-tempo.
Na visão newtoniana, o espaço e o tempo eram conceitos separados e o tempo era absoluto.
As mudanças de referencial nessa visão clássica implicavam apenas uma relatividade espacial, nunca temporal.
Na relatividade restrita os conceitos se fundem, e mudanças de referencial agora implicam relatividade tanto no tempo quanto no espaço.
Dois observadores irão discordar sobre onde e quando um evento aconteceu.
A relatividade introduz um limite de velocidade para o o universo, a velocidade da luz, que é a velocidade da causalidade.
Na relatividade geral tem-se uma visão diferente da gravidade. Na visão newtoniana a gravidade é uma força, propriedade dos corpos com massa.
Na relatividade, a gravidade é puramente geometria do espaço-tempo.
Corpos com massa distorcem o espaço-tempo, e essa distorção causa a gravidade. O espaço tempo se tornou o lugar onde corpos com massa irão interagir entre si.
Nas palavras do físico John Wheeler: "O espaço-tempo diz à matéria como se mover; a matéria ao espaço-tempo como se curvar".
B
Um famoso experimento para testar o fenômeno foi o experimento de Hafele–Keating em 1971. Eles usaram quatro relógios atômicos, dois deles permaneceram num laboratório e os outros dois estavam a bordo de aviões comerciais, que voaram ao redor da Terra, no sentido leste e oeste.
A ideia era comparar a marcação de cada relógio, que como eram relógios atômicos, eram extremamente precisos.
Notou-se que eles estavam marcando valores diferentes entre si, uns mais atrasados que os outros, em quantidades previstas pela relatividade.
Outro experimento, o experimento de Rossi–Hall, em 1940, constatou que a meia-vida de muons, partículas subatômicas que penetram na atmosfera terrestre, era maior quando a partícula se movia em velocidades relativísticas do que o valor medido em laboratório. Tudo isso conforme previsto pela relatividade.
C
A relatividade introduz o conceito de quarta dimensão, sendo ela o tempo. O tempo não é necessariamente uma dimensão, no sentido espacial da coisa, mas sim uma outra propriedade do espaço. Até então, não se sabe se podemos nos mover para trás no tempo, tudo e todos se movem sempre para frente.
D
A fórmula para o cálculo da energia de uma partícula é:
onde E é a energia da partícula, m é a massa da partícula, p é o momento da partícula e c é a velocidade da luz.
Para o caso de partículas em repouso, o momento é 0, e com isso a fórmula se resume à celebre equação:
No caso de partículas sem massa, como o caso do fóton, partícula da luz, elas ainda possuem energia, mas nesse caso a equação é:
E
A massa e a energia estão relacionadas da maneira como expressa pelas fórmulas apresentadas.
Elas são consequências diretas da generalização das lei da mecânica clássica no caso relativístico.
Massa e energia estão relacionadas porque momento e energia estão.
F
Mesmo sendo contra a ideia de armas nucleares e desacreditando da possibilidade, Einstein ganhou o infeliz apelido.
A bomba atômica funciona liberando a energia contida num núcleo atômico de um elemento radioativo peado, como urânio ou plutônio.
Pela própria relação entre massa e energia, é possível converter uma quantidade pequena de massa em uma enorme quantidade de energia.
Essa taxa de conversão é a velocidade da luz ao quadrado. ´´E um valor ridiculamente alto.
A velocidade da luz ao quadrado vale, em módulo, um número da ordem de 10 à 16, aproximadamente um 9 seguido de 16 zeros.
Quantidade suficiente para dizimar cidades inteiras.