Relatividade desde Galileo até Einstein

Relatividade desde Galileo até Einstein
PJSC
Resumo
Este documento é quase que totalmente baseado na página de Paulo José Santos Carriço
Portugal. Uma certeza temos! Tudo é relativo... Relativo porque tudo depende de um
referencial e não há referenciais privilegiados.
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Introdução
Desenvolvemos este trabalho no âmbito da disciplina de física, neste consta a relatividade do
movimento desde Galileu a Einstein. Pode-se encontrar neste trabalho referenciais acelerados e
referenciais de inércia, a transformação de Galileu, a relatividade de Einstein, os postulados de
Einstein, entre outros assuntos.
1.1
Referenciais acelerados e referenciais de inércia
Todos estamos habituados ao que acontece quando há acelerações, isto é, variações de velocidade,
em módulo e/ou direção, do sistema onde nos encontramos. Uma viagem em pé de autocarro
pelas ruas da Batalha, com travagens e arranques bruscos, e curvas apertadas, deve bastar para
nos convencer de que sempre que o sistema onde estamos sofre mudanças de velocidade certas
forças, ditas fictícias, atuam sobre nós.
Se o carro freia (d~v /dt < 0) sentimos uma força que nos empurra para a frente. Se o carro
ganha velocidade ((d~v /dt>0) sentimos uma força que nos atira para trás. Se o carro dá uma curva
sentimos uma força que nos atira para fora (força centrifuga, mω 2 r).
Mas de fato, em todos estes casos, não há nenhuma verdadeira força física a atuar sobre nós
(há a gravidade que não consta por ser anulada pela reação do chão do carro).
1.1.1
Força inercial
Quando estamos numa rua da Batalha, não há aceleração se não houver força física a atuar. Um
sistema destes, em que, na aproximação clássica, a equação da 2a lei de Newton (f~ = m~a) é válida,
diz-se um sistema de inércia ou referencial de inércia.
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A relatividade de Galileu a Einstein
Num referencial de inércia é válido o principio de inércia: se não há força a atuar sobre uma
partícula a velocidade mantém-se constante. Por outro lado, quando estamos, por exemplo, num
autocarro, há acelerações sem forças físicas visíveis. Diz-se então que temos um referencial acelerado. Nesses sistemas o principio de inércia não é válido.
referencial inercial
~v = constante
v
~a = d~
=0
dt
freio
v
~a = d~
<0
dt
referencial acelerado
arranque
v
~a = d~
>0
dt
2
curva
~a = −ω 2 r~r̂