Física Geral II

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Lista de Exercícios ESM-I: Unidade I
[1] Beiser, A., Conceitos de Física Moderna, Editora Polígono, São Paulo, 1969.
Cap.1: 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 27, 29, 30, 31, 32, 33.
1. Duas galáxias se afastam de um observador em sentidos opostos, com velocidades de
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
módulo V. Sendo o módulo de velocidade relativa entre as galáxias igual a 0,6 c, calcule V.
Resposta: 0,333 c.
O referencial inercial S’ se move com velocidade de módulo 0,60 c em relação ao
referencial S. Dois eventos são registrados no referencial S: O evento 1 ocorre na origem em
t = 0, e o evento 2 ocorre no eixo dos x, em x = 3,0 km e t = 4,0 x 10-6 s. Quais são os
instantes de ocorrência registrados pelo observador em S’ para estes mesmos eventos?
Respostas: zero e –2,5 x 10-6 s
Uma nave espacial, com um comprimento de repouso de 130 m, passa por uma estação de
observação com velocidade de módulo 0,740 c. (a) Qual é o comprimento da nave, medido
pela estação? (b) Qual é o intervalo de tempo registrado pelo monitor da estação, entre a
passagem das partes dianteiras e traseira da nave? Respostas: (a) 87,4 m; (b) 394 ns
Se a energia cinética T e o momento linear p de uma partícula forem medidos, será possível
determinarmos a sua massa de repouso m0, e assim identificarmos a partícula. Mostre que
m0 = (p2c2 – T2)/2Tc2.
Por que a definição de corpo rígido não é um conceito relativístico válido?
A energia total de uma partícula é duas vezes maior do que a energia de repouso. (a)
Determine a relação v/c para a partícula. (b) Mostre que o momento da partícula é dado por
p = (3)1/2m0c.
Um foguete com um comprimento próprio igual a 1000 m está se movendo no sentido
positivo dos eixo dos x com uma velocidade de módulo de 0,6 c em relação a um observador
na Terra. Um astronauta fica de pé na cauda do foguete e dispara um tiro na direção do nariz
do foguete, com uma velocidade de 0,8 c em relação ao foguete. Quanto tempo a bala leva
para chegar ao nariz do foguete (a) do ponto de vista de um passageiro do foguete; (b) do
ponto de vista de um observador em Terra; (c) do ponto de vista da bala?
Respostas: (a) 4,17 x 10-6 s, (b) 2,81 x 10-6 s, (c) 2,5 x 10-6 s
Um observador, situado na origem do referencial S observa dois lampejos coloridos e
constata que provém de locais separados por uma distância Δx = 2400 m. Um lampejo azul
ocorre primeiro, seguido por um lampejo vermelho 5,0 x 10-6 s mais tarde. Um observador
no referencial S’, que se move ao longo do eixo x com velocidade de módulo V em ralação
ao referencial S, também observa que os lampejos ocorrem em locais separados por uma
distância de 2400 m, e o intervalo entre eles é de 5,0 x 10-6 s, mas o lampejo vermelho é
observado primeiro. Calcule V.