UEM 2010 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 18 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar afirmações de relatividade e de física nuclear e de partículas.

(01) Verdadeira. É o segundo postulado de Einstein: a velocidade da luz no vácuo, c, é a mesma em todos os referenciais inerciais, independentemente do movimento da fonte ou do observador.

(02) Verdadeira. É a relação de Einstein, com a massa relativística $m = \gamma m_0$:

$$E = m\,c^2 = \frac{m_0\,c^2}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}$$

(04) Verdadeira. O nêutron tem massa pouquíssimo maior que a do próton (cerca de 0,14% a mais) e carga nula.

(08) Falsa. Energia total (incluindo a energia de repouso, $mc^2$) e quantidade de movimento se conservam em todas as reações nucleares; é justamente o que permite calcular a energia liberada a partir da diferença de massa.

(16) Falsa. Há muitas outras partículas (neutrinos, múons, píons, fótons etc.). Além disso, prótons e nêutrons nem são elementares: são formados por quarks.

⚠️ A armadilha: na (08), confundir “a massa não se conserva” (a massa de repouso pode virar energia) com “a energia não se conserva”. A energia total, contando a de repouso, sempre se conserva.

A ideia em uma frase: c é igual para todos, E = mc², e nas reações nucleares energia total e momento se conservam.

Resposta: soma 07 (01 + 02 + 04).