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Nesta aula, nós vamos aprender como calcular a energia cinética relativística de objetos maciços em movimento em relação a um observador.
Q1:
O gráfico representa a energia cinética, EK, em função da velocidade, 𝑣, de dois objetos, 𝐴 e 𝐵. A energia cinética relativista do objeto 𝐴 está representado pela linha vermelha, enquanto a energia cinética clássica do objeto 𝐵 está representada pela linha azul. O objeto 𝐴 tem uma massa em repouso 𝑚 e o objeto 𝐵 tem uma massa em repouso 𝑚. A velocidade da luz, 𝑐, é definida como sendo 1.
Qual é o objeto tem maior massa em repouso?
A uma velocidade de 0,8𝑐, a energia cinética clássica do objeto 𝐵 tem o mesmo valor da energia cinética relativista do objeto 𝐴. A fórmula 𝑚=2𝑚1𝑣+1𝑣−𝑣−1𝑣 pode ser utilizada para determinar a massa em repouso do objeto 𝐵 a partir da massa em repouso do objeto 𝐴, em que 𝑣=0,8𝑐. Se 𝑚=1 kg, qual é a massa em repouso do objeto 𝐵?
Q2:
Um próton é acelerado em um acelerador linear de partículas até uma velocidade de 0,5𝑐. A massa de repouso de um próton é 1,67×10 kg. Qual é a energia cinética relativística do próton? Ignore a gravidade da Terra. Dê sua resposta para três números significativos.
Q3:
Uma nave espacial se move a uma velocidade de 0,1𝑐 em relação à Terra. A massa de repouso da nave espacial é 200 000 kg. Qual é a energia cinética relativística da nave espacial no referencial de repouso da Terra? A nave espacial está longe o suficiente da Terra, de modo que o efeito da gravidade da Terra possa ser ignorado. Dê sua resposta para três números significativos.
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