Lição de casa da aula: Momento Relativista Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular o momento relativístico de objetos massivos que se movem em relação a um observador.

Q1:

O gráfico mostra como o momento relativístico de um objeto varia com a velocidade. O eixo 𝑥 mostra a velocidade como 𝛽=𝑣𝑐 e o eixo 𝑦 mostra o momento, 𝑝, dividido pela velocidade da luz, 𝑐. Use a fórmula 𝑚=𝑝𝑐×1𝛾𝛽 para encontrar a massa de repouso do objeto.

Q2:

Um objeto viaja a 75% da velocidade da luz num referencial 𝑆. O objeto tem uma massa em repouso de 2 kg. Quanto maior é o momento relativista do objeto que o momento clássico do objeto? Apresente a resposta com 3 algarismos significativos.

  • A2,30×10 kg⋅m/s
  • B6,80×10 kg⋅m/s
  • C5,79×10 kg⋅m/s
  • D4,50×10 kg⋅m/s
  • E9,00×10 kg⋅m/s

Q3:

A que velocidade o momento relativístico de um objeto é igual ao dobro do momento clássico? Dê sua resposta para três números significativos.

  • A0,577𝑐
  • B0,866𝑐
  • C0,750𝑐
  • D0,500𝑐
  • E0,707𝑐

Q4:

O gráfico mostra como o momento clássico e o momento relativístico de um objeto variam com a velocidade. O eixo 𝑥 mostra a velocidade como 𝛽=𝑣𝑐 e o eixo 𝑦 mostra o momento dividido pela velocidade da luz, 𝑐. O objeto tem uma massa de 1 kg. A linha azul mostra o momento clássico do objeto e a linha vermelha mostra o momento relativístico do objeto.

Qual das seguintes afirmações é verdadeira?

  • AA magnitude do momento relativístico e a magnitude do momento clássico são iguais a qualquer velocidade.
  • BA magnitude do momento relativístico é maior que a magnitude do momento clássico a qualquer velocidade.
  • CA magnitude do momento clássico é maior que a magnitude do momento relativístico em qualquer velocidade.
  • DA magnitude do momento relativístico é maior que a magnitude do momento clássico em velocidades maiores que 0,2𝑐. A velocidades inferiores a 0,2𝑐, o momento relativístico é igual ao momento clássico.

Q5:

Um káon em um acelerador de partículas tem uma velocidade de 0,99𝑐 em relação ao acelerador de partículas. Seu momento relativístico no referencial de repouso do acelerador é 1,85×10 kg⋅m/s. Qual é a massa de repouso da partícula?

  • A6,25×10 kg
  • B6,23×10 kg
  • C8,79×10 kg
  • D1,24×10 kg
  • E1,35×10 kg

Q6:

Uma nave espacial viajando da Terra para o sistema Gliese 832 tem uma massa de 80‎ ‎000 toneladas. Viaja a uma velocidade de 0,8𝑐 em relação à Terra. Qual é o momento relativístico da nave espacial em relação à Terra?

  • A3,2×10 kg⋅m/s
  • B5,3×10 kg⋅m/s
  • C9,6×10 kg⋅m/s
  • D4,3×10 kg⋅m/s
  • E1,2×10 kg⋅m/s

Q7:

O gráfico mostra como o momento relativista varia de acordo com a velocidade de dois objetos com diferentes massas em repouso. O eixo O𝑥 mostra a velocidade dos objetos como 𝛽=𝑣𝑐 e o eixo O𝑦 mostra o momento dos objetos, 𝑝, dividido pela velocidade da luz, 𝑐. A linha vermelha mostra o momento relativista do objeto A e a linha azul mostra o momento relativista do objeto B. Qual é a razão da massa em repouso do objeto B para a massa em repouso do objeto A?

Q8:

Em um referencial inercial 𝑆, um objeto com uma massa de repouso 5 kg tem uma velocidade de 0,1𝑐. Qual é o momento relativístico do objeto no referencial 𝑆? Dê sua resposta para 5 algarismos significativos.

  • A1,5812×10 kg⋅m/s
  • B1,6667×10 kg⋅m/s
  • C1,5152×10 kg⋅m/s
  • D1,5076×10 kg⋅m/s
  • E1,5076×10 kg⋅m/s

Q9:

Em um referencial inercial 𝑆, um objeto tem uma velocidade de 0,6𝑐 e um momento relativista de 1,8×10 kg⋅m/s. Qual é a sua massa em repouso? Responda a um algarismo significativo.

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