UPE 2021 (SSA 3) — questão 28 de Física

Gabarito DFísica moderna — consequências da relatividade restritaSSA 3 · processo 2021 · 3ª fase · 2º dia
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 28 de Física do UPE 2021 (SSA 3)

Enunciado em texto

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g=10,0 m/s2g = 10{,}0\ \text{m/s}^2, o módulo da carga do elétron e=1,6×10−19e = 1{,}6 \times 10^{-19} C, a massa do próton mp=1,7×10−27m_p = 1{,}7 \times 10^{-27} kg, a massa do elétron me=9,1×10−31m_e = 9{,}1 \times 10^{-31} kg, pi π=3\pi = 3 e a constante de Planck h=6,6×10−34h = 6{,}6 \times 10^{-34} Js ou 4,14×10−154{,}14 \times 10^{-15} eV.

Sobre a teoria da relatividade de Albert Einstein, assinale a alternativa CORRETA.

A) Quando exposto à radiação eletromagnética, um material metálico ejeta elétrons da superfície.

B) O tempo é uma grandeza absoluta.

C) Um observador que esteja próximo da velocidade da luz verifica uma contração temporal, quando comparado a um observador em repouso.

D) Um observador em repouso verifica a contração do comprimento de um objeto que esteja se movendo próximo da velocidade da luz.

E) Um observador em repouso verifica a dilatação do comprimento de um objeto que esteja se movendo próximo da velocidade da luz.

(Enunciado: SSA 3 — UPE 2021, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).

Resolução comentada

O que a questão pede: a afirmação correta sobre a teoria da relatividade (restrita) de Einstein.

Passo 1 — a contração do comprimento. Para um observador em relação ao qual um objeto se move com velocidade vv, o comprimento do objeto na direção do movimento é menor que o comprimento próprio L0L_0:

L=L0 1−v2/c2L = L_0\,\sqrt{1 - v^2/c^2}

Perto da velocidade da luz, a raiz fica bem menor que 1 e a contração é grande. É a afirmação D. Correta.

Por que não as outras: (A) é a descrição do efeito fotoelétrico. Einstein o explicou (e por isso ganhou o Nobel), mas com a ideia do fóton, que não faz parte da teoria da relatividade; além disso, o efeito só ocorre acima de uma frequência mínima, não para qualquer radiação. (B) na relatividade, o tempo não é absoluto: depende do referencial. (C) o que ocorre é dilatação do tempo: o observador em repouso mede, para um relógio em movimento, intervalos maiores, Δt=Δt0/1−v2/c2\Delta t = \Delta t_0/\sqrt{1 - v^2/c^2}. (E) o comprimento se contrai, não se dilata.

⚠️ A armadilha: trocar as palavras: "dilatação" vai com o tempo, "contração" vai com o comprimento. As alternativas C e E pegam justamente quem inverte isso. A alternativa A pega quem associa todo o trabalho de Einstein à relatividade.

A ideia em uma frase: na relatividade, para quem vê o objeto passar quase à velocidade da luz, o tempo dele se dilata e o comprimento dele se contrai.

Resposta: alternativa D (contração do comprimento do objeto em movimento).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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