Exercícios sobre Relatividade Especial

Relatividade Especial: (UEPB–2010)

Instrução: Os exercícios 01 e 02 referem-se ao texto a seguir.

A relatividade proposta por Galileu e Newton, na Física Clássica, é reinterpretada pela Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, que é revolucionária porque mudou as ideias sobre o espaço e o tempo, uma vez que a anterior era aplicada somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a Teoria Geral da Relatividade válida para todos os referenciais (inerciais e não inerciais).

01. Acerca do assunto tratado no texto anterior, podemos afirmar:

I. A Teoria da Relatividade afirma que a velocidade da luz não depende do sistema de referência.

II. Para a Teoria da Relatividade, quando o espaço dilata, o tempo contrai, enquanto que, para a física newtoniana, o espaço e o tempo sempre se mantêm absolutos.

III. A Mecânica Clássica e a Teoria da Relatividade não limitam a velocidade que uma partícula pode adquirir.

IV. Na relatividade de Galileu e Newton, o tempo não depende do referencial em que é medido, ou seja, é absoluto.

Após a análise feita, é(são) CORRETA(S) apenas a(s) proposição(ões):

A) II e III.

B) I e IV.

C) I, II e IV.

D) III.

E) III e IV.

 

 

02. (UEPB–2010) Ainda acerca do assunto tratado no texto anterior, resolva a seguinte situação-problema: Considere uma situação fictícia, que se configura como uma exemplificação da relatividade do tempo. Um grupo de astronautas decide viajar numa nave espacial, ficando em missão durante seis anos, medidos no relógio da nave. Quando retornam à Terra, verifica-se que aqui se passaram alguns anos. Considerando que c é a velocidade da luz no vácuo e que a velocidade média da nave é 0,8c, é CORRETO afirmar que, ao retornarem à Terra, se passaram:

A) 20 anos.

B) 10 anos.

C) 30 anos.

D) 12 anos.

E) 6 anos.

 

 

03. Relatividade Especial: (PUC RS–2007) Considere as informações a seguir.

A energia que as estrelas e o Sol irradiam por bilhões de anos nasce da reação nuclear conhecida como fusão. Esta acontece no interior das estrelas, sob altíssimas temperaturas. De uma forma simplificada, podemos dizer que dois dêuterons (núcleos do deutério, ou hidrogênio pesado, formado por um próton e um nêutron) se unem (fundem) dando origem a um núcleo de hélio. A relação ∆E = mc2, que expressa a relação entre massa e energia, pode ser lida como: “à cada variação ∆E de energia corresponde uma variação ∆m de massa e vice-versa”. Por outro lado, c representa o valor da velocidade da luz no vácuo. Considerando a massa de cada dêuteron como m, e a massa do núcleo de hélio como 1,99 m, é CORRETO afirmar que, no processo de fusão de dois dêuterons em um núcleo de hélio:

A) houve ganho de massa.

B) a diferença de massa foi 0,99 m.

C) a energia liberada na fusão aumenta a massa total do Sol.

D) a energia liberada na fusão não altera a massa total do Sol.

E) a energia liberada na fusão diminui a massa total do Sol.

 

 

04. (PUC-Campinas-SP) Protestos de várias entidades ecológicas têm alertado sobre os danos ambientais causados pelas experiências nucleares francesas no Atol de Mururoa. Isótopos radioativos prejudiciais aos seres vivos, como 90Sr, formam o chamado lixo nuclear desses experimentos.

Quantos anos são necessários para que uma amostra de 90Sr, lançada no ar, se reduza a 25% da massa inicial?

Dado: meia-vida do 90Sr = 28,5 anos.

A) 28,5 C) 85,5 E) 114

B) 57,0 D) 99,7

 

 

05. Relatividade Especial: (UFPel-RS–2007) Considere as afirmativas a seguir.

I. O tempo transcorre da mesma maneira em qualquer referencial inercial, independentemente da sua velocidade.

II. O comprimento dos corpos diminui na direção do movimento.

III. Quando a velocidade de um corpo tende à velocidade da luz, sua massa tende ao infinito.

De acordo com seus conhecimentos sobre Física Moderna e as informações dadas, está(ão) CORRETA(S) a(s) afirmativa(s):

A) I e III. C) II e III. E) II.

B) I e II. D) I, II e III.

 

Exercícios sobre Dualidade Onda-partícula e Efeito Fotoelétrico.

 

06. Relatividade Especial: (CEFET-MG–2009) Considere as informações a seguir. O elemento radioativo césio 137 tem meia-vida de 30 anos. Meia-vida é o intervalo de tempo após o qual o número de átomos radioativos existentes, em certa amostra, fica reduzido à metade de seu valor inicial. Uma amostra de 120 átomos desse material estará reduzida a 15 átomos após um período de tempo, em anos, igual a:

A) 60. C) 120. E) 240.

B) 90. D) 180.

 

 

07. (UEG–2007) Com base nos conhecimentos atuais da Física, é INCORRETO afirmar:

A) A velocidade da luz é um invariante físico.

B) A energia do Sol tem origem na fusão de átomos de hidrogênio.

C) É possível gerar energia elétrica em grande quantidade a partir do efeito fotoelétrico.

D) Nos reatores nucleares, a diferença de potencial elétrico é criada no processo de desintegração dos átomos radioativos.

 

 

08. Relatividade Especial: (Enem-2006) O funcionamento de uma usina núcleoelétricas típica baseia-se na liberação de energia resultante da divisão do núcleo de urânio em núcleos de menor massa, processo conhecido como fissão nuclear. Nesse processo, utiliza-se uma mistura de diferentes átomos de urânio, de forma a proporcionar uma concentração de apenas 4% de material físsil. Em bombas atômicas, são utilizadas concentrações acima de 20% de urânio físsil, cuja obtenção é trabalhosa, pois, na natureza, predomina o urânio não físsil. Em grande parte do armamento nuclear hoje existente, utiliza-se, então, como alternativa, o plutônio, material físsil produzido por reações nucleares no interior do reator das usinas núcleoelétricas. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que:

A) a disponibilidade do urânio na natureza está ameaçada devido a sua utilização em armas nucleares.

B) a proibição de se instalarem novas usinas núcleoelétricas não causará impacto na oferta mundial de energia.

C) a existência de usinas núcleoelétricas possibilita que um de seus subprodutos seja utilizado como material bélico.

D) a obtenção de grandes concentrações de urânio físsil é viabilizada em usinas núcleoelétricas.

E) a baixa concentração de urânio físsil em usinas núcleoelétricas impossibilita o desenvolvimento energético.

 

 

09. (Enem–2005) Um problema ainda não resolvido da geração nuclear de eletricidade é a destinação dos rejeitos radiativos, o chamado “lixo atômico”. Os rejeitos mais ativos ficam por um período em piscinas de aço inoxidável nas próprias usinas antes de ser, como os demais rejeitos, acondicionados em tambores que são dispostos em áreascercadas ou encerrados em depósitos subterrâneos secos, como antigas minas de sal. A complexidade do problema do lixo atômico, comparativamente a outros lixos com substâncias tóxicas, se deve ao fato de:

A) emitir radiações nocivas, por milhares de anos, em um processo que não tem como ser interrompido artificialmente.

B) acumular-se em quantidades bem maiores do que o lixo industrial convencional, faltando assim locais para reunir tanto material.

C) ser constituído de materiais orgânicos que podem contaminar muitas espécies vivas, incluindo os próprios seres humanos.

D) exalar continuamente gases venenosos, que tornariam o ar irrespirável por milhares de anos.

E) emitir radiações e gases que podem destruir a camada de ozônio e agravar o efeito estufa.

 

 

10. Relatividade Especial: (Enem–2004) O debate em torno do uso da energia nuclear para produção de eletricidade permanece atual. Em um encontro internacional para a discussão desse tema, foram colocados os seguintes argumentos:

I. Uma grande vantagem das usinas nucleares é o fato de não contribuírem para o aumento do efeito estufa, uma vez que o urânio, utilizado como “combustível”, não é queimado, mas sofre fissão.

II. Ainda que sejam raros os acidentes com usinas nucleares, seus efeitos podem ser tão graves que essa alternativa de geração de eletricidade não nos permite ficar tranquilos.

A respeito desses argumentos, pode-se afirmar que:

A) o primeiro é válido e o segundo não é, já que nunca ocorreram acidentes com usinas nucleares.

B) o segundo é válido e o primeiro não é, pois de fato há queima de combustível na geração nuclear de eletricidade.

C) o segundo é valido e o primeiro é irrelevante, pois nenhuma forma de gerar eletricidade produz gases do efeito estufa.

D) ambos são válidos para se compararem vantagens e riscos na opção por essa forma de geração de energia.

E) ambos são irrelevantes, pois a opção pela energia nuclear está se tornando uma necessidade inquestionável.

 

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Gabarito com as respostas das atividades de Física sobre Relatividade Especial:

01. C; 02. B; 03. E; 04. B; 05. C; 06. B; 07. C; 08. C; 09. A; 10. D