Lição de casa da aula: A Transformação da Velocidade de Lorentz Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcule a velocidade de um objeto em um quadro de referência que tenha uma velocidade relativa ao quadro em que a velocidade foi medida.

Questão 1

Considere dois referenciais de inércia, 𝑆 e 𝑆. 𝑆 move-se a uma velocidade de 0,50𝑐 em relação 𝑆. Um objeto move-se a uma velocidade de 0,20𝑐 em 𝑆. O movimento do objeto é antiparalelo ao movimento do referencial 𝑆 em relação a 𝑆. Qual é a velocidade do objeto no referencial 𝑆? Apresente a resposta como um múltiplo de 𝑐 com 2 algarismos significativos.

  • A0,64𝑐
  • B0,27𝑐
  • C0,40𝑐
  • D0,20𝑐
  • E0,33𝑐

Questão 2

Uma nave espacial dispara um projétil em direção a uma nave inimiga. O projétil move-se a uma velocidade de 0,10𝑐 em direção à nave inimiga. Nenhuma nave se move em relação à outra, mas ambas se movem a uma velocidade de 0,50𝑐 em relação à Terra. Quão rápido o projétil se move em direção à nave inimiga no referencial da Terra? O movimento do projétil é paralelo ao movimento das naves em relação à Terra. Apresente a resposta como um múltiplo de 𝑐 com 2 algarismos significativos.

  • A0,63𝑐
  • B0,57𝑐
  • C0,55𝑐
  • D0,45𝑐
  • E0,40𝑐

Questão 3

Considere dois referenciais de inércia, 𝑆 e 𝑆. 𝑆 move-se a uma velocidade de 0,40𝑐 em relação a 𝑆. Um objeto move-se a uma velocidade de 0,10𝑐 em 𝑆. O movimento do objeto é paralelo ao movimento do referencial 𝑆 em relação a 𝑆. Qual é a velocidade do objeto no referencial 𝑆? Apresente a resposta como um múltiplo de 𝑐 com 2 algarismos significativos.

  • A0,29𝑐
  • B0,48𝑐
  • C0,67𝑐
  • D0,50𝑐
  • E0,31𝑐

Questão 4

Uma nave espacial dispara um projétil em direção a uma nave inimiga. O projétil move-se a uma velocidade de 1,4×10 m/s em direção à nave inimiga no referencial da Terra. Ambas as naves movem-se a uma velocidade de 6,5×10 m/s em relação à Terra. Quão rápido se move o projétil em direção à nave inimiga no referencial da nave espacial de onde foi disparado? O movimento do projétil é paralelo ao movimento das naves em relação à Terra. Apresente a resposta com 2 algarismos significativos.

  • A1,8×10 m/s
  • B6,2×10 m/s
  • C2,2×10 m/s
  • D8,3×10 m/s
  • E6,8×10 m/s

Questão 5

Uma nave espacial que regressa à Terra envia sinais transportadores de ondas de rádio a cada poucos segundos à medida que se aproxima do planeta. A nave espacial move-se em direção à Terra a uma velocidade de 0,05𝑐. As ondas de rádio afastam-se da nave a uma velocidade de 𝑐 no referencial da nave. A que velocidade as ondas de rádio se afastam da nave no referencial da Terra?

  • A0,05𝑐
  • B0,54𝑐
  • C𝑐
  • D0,50𝑐
  • E0,95𝑐

Questão 6

Considere dois referenciais de inércia: 𝑆 e 𝑆. 𝑆 move-se a uma velocidade de 2,3×10 m/s em relação a 𝑆. Um objeto move-se a uma velocidade de 8,1×10 m/s no referencial 𝑆, paralelo ao movimento de 𝑆 em relação a 𝑆. Qual é a velocidade do objeto no referencial 𝑆? Apresente a resposta, em metros por segundo, com 2 algarismos significativos.

  • A2,5×10 m/s
  • B1,3×10 m/s
  • C1,9×10 m/s
  • D2,9×10 m/s
  • E1,2×10 m/s

Questão 7

A figura mostra um gráfico da transformação da velocidade de Lorentz do quadro 𝑆 para três outros quadros, 𝑅, 𝑅, e 𝑅. Quadro 𝑅 é representado pela linha vermelha, quadro 𝑅 é representado pela linha azul e o quadro 𝑅 é representado pela linha verde. Qual quadro tem a maior magnitude de velocidade em relação ao quadro 𝑆?

  • A𝑅
  • B𝑅
  • C𝑅

Questão 8

A figura mostra um gráfico da transformação da velocidade de Lorentz, em que 𝑣 é a velocidade de um objeto como medido num referencial 𝑆 e 𝑣 é a velocidade do objeto como medida num referencial 𝑆. 𝑆 move-se a uma velocidade 𝑢 em relação a 𝑆. Ambos 𝑣 e 𝑣 são apresentados como múltiplos de 𝑐.

Qual é o valor de 𝑢?

  • A𝑐
  • B0,4𝑐
  • C0,2𝑐
  • D0,4𝑐
  • E0,2𝑐

Se um objeto está estacionário no referencial 𝑆, quanto é a sua velocidade no referencial 𝑆?

  • A0,2𝑐
  • B0,4𝑐
  • C0,4𝑐
  • D𝑐
  • E0,2𝑐

Se um objeto está estacionário no referencial 𝑆, quanto é a sua velocidade no referencial 𝑆?

  • A0,2𝑐
  • B0,4𝑐
  • C0,4𝑐
  • D0,2𝑐
  • E𝑐

Questão 9

A figura mostra um gráfico da transformação da velocidade de Lorentz e da transformação da velocidade de Galileu para dois referenciais, S eS, em que 𝑣 é a velocidade de um objeto medida no referencial S e 𝑣 é a velocidade desse objeto medida no referencial S. S move-se a uma velocidade 𝑢 em relação a S. A linha vermelha mostra a transformação da velocidade de Lorentz e a linha azul mostra a transformação da velocidade de Galileu. Tanto 𝑣 como 𝑣 são apresentados como múltiplos de 𝑐.

Qual é o valor de 𝑢?

  • A0,2𝑐
  • B0,6𝑐
  • C𝑐
  • D0𝑐
  • E0,4𝑐

Utilizando a transformação da velocidade de galileana, qual é o valor de 𝑣 quando 𝑣=0,8𝑐?

  • A0,2𝑐
  • B0,8𝑐
  • C0,2𝑐
  • D0,8𝑐
  • E𝑐

Utilizando a transformação da velocidade de Lorentz, qual é o valor de 𝑣 quando 𝑣=0,8𝑐? Apresente a resposta com 2 algarismos significativos.

  • A0,38𝑐
  • B0,95𝑐
  • C𝑐
  • D0,95𝑐
  • E0,38𝑐

Utilizando a transformação da velocidade galileana, qual é o valor de 𝑣 quando 𝑣=1𝑐?

  • A0,6𝑐
  • B0,4𝑐
  • C0,6𝑐
  • D0,8𝑐
  • E0,4𝑐

Utilizando a transformação da velocidade de Lorentz, qual é o valor de 𝑣 quando 𝑣=1𝑐?

  • A0,6𝑐
  • B1𝑐
  • C1𝑐
  • D0,8𝑐
  • E0,6𝑐

Utilizando a transformação da velocidade galileana, qual é o valor de 𝑣 quando 𝑣=0,3𝑐?

  • A0,3𝑐
  • B0,9𝑐
  • C0,9𝑐
  • D0,3𝑐
  • E0,6𝑐

Utilizando a transformação da velocidade de Lorentz, qual é o valor de 𝑣 quando 𝑣=0,3𝑐? Apresente a resposta com 3 algarismos significativos.

  • A0,366𝑐
  • B0,366𝑐
  • C0,577𝑐
  • D0,577𝑐
  • E𝑐

A fórmula 𝑣=1𝑢1𝑢1 pode ser utilizada para calcular a velocidade de um objeto que deve ter tanto em S ou em S para ter a mesma velocidade, mas em sentido oposto, no outro referencial. Qual é a velocidade que um objeto deve ter em S para ter a mesma velocidade, mas em sentido oposto, em S? Apresente a resposta com 3 algarismos significativos.

  • A0,333𝑐
  • B0,577𝑐
  • C0,333𝑐
  • D𝑐
  • E0,577𝑐

Questão 10

A figura mostra um gráfico da transformação da velocidade de Lorentz, onde 𝑣 é a velocidade de um objeto medida em um referencial S e 𝑣 é a velocidade desse objeto medida em um referencial S. S move-se a uma velocidade 𝑢 em relação a S. Ambas 𝑣 e 𝑣 são mostradas como múltiplos de 𝑐.

Qual é o valor de 𝑢?

  • A0,5𝑐
  • B0,8𝑐
  • C0,5𝑐
  • D0,8𝑐
  • E𝑐

Usando o gráfico, determine o valor de 𝑣 quando 𝑣 é 0,8𝑐.

  • A1𝑐
  • B0,8𝑐
  • C0,5𝑐
  • D0,5𝑐
  • E0,8𝑐

Usando o gráfico, determine o valor de 𝑣 quando 𝑣 é 0,5𝑐.

  • A0,5𝑐
  • B0,8𝑐
  • C0,8𝑐
  • D1𝑐
  • E0,5𝑐

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