A relatividade proposta por Galileu e Newton, na Física Clássica, é reinterpretada pela Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein 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 1905, Einstein propôs a Teoria Geral da Relatividade válida para todos os referenciais (inerciais e não inerciais).
1) (UEPB) 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 referencia.
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.
2) (UEPB) 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
3) (PUC-RS) Da fissão de um núcleo de 235U, resultam dois ou mais núcleos menores de dois ou três nêutrons. Nesse processo, ocorre a conversão de massa em energia. A relação entre a massa e a energia é dada por ΔE = Δmc2. Nessa relação, Δm representa a diferença de massa e o c o valor da velocidade da luz no vácuo, que é 3,0 x 108 m/s. Considerando que na fissão de um determinado núcleo de 235U a energia liberada seja 2,7 x 10-11 J, é correto afirmar que:
a) não há diferença entre a massa do núcleo de 235U e a soma das massas dos produtos da sua fissão.
b) a soma das massas dos produtos da fissão do 235U é maior que a massa do núcleo de 235U.
c) a energia liberada na fissão não altera a massa do núcleo de 235U fissionado.
d) a diferença entre a massa do núcleo de 235U fissionado e a soma das massas dos produtos da sua fissão é aproximadamente 3,0 x 10-28 Kg.
e) a diferença entre a massa do núcleo 235U fissionado e a soma das massas dos produtos da sua fissão é aproximadamente 9,0 x 10-16 Kg.
4) (FUVEST-SP) A seguinte notícia foi veiculada por estadão.com.br/internacional na terça feira, 5 de abril de 2011.
TÓQUIO - A empresa Tepco informou, nesta terça-feira, que, na água do mar, nas proximidades da usina de Fukushima, foi detectado nível de iodo radioativo cinco milhões de vezes superior ao limite legal, enquanto o césio-137 apresentou índice 1,1 milhão de vezes maior. Uma amostra recolhida no início de segunda-feira, em uma área marinha próxima ao reator 2 de Fukushima, revelou uma concentração de iodo-131 de 231 becquerel por centímetro cúbico. Se a mesma amostra fosse analisada, novamente, no dia 6 de maior de 2011, o valor obtido para a concentração de iodo-131 seria, aproximadamente, em Bq/cm3,
Note e adote
Meia vida de um material radioativo é o intervalo de tempo em que metade dos núcleos radioativos existentes em uma amostra desse material decaem. A meia vida do iodo-131 é de 8 dias.
a) 100 mil
b) 50 mil
c) 25 mil
d) 12,5 mil
e) 6,2 mil.
5) (UFG-GO) Observe a seguinte sequência de figuras:
Na sequência indicada, estão representadas várias imagens do logo do Núcleo de Seleção da Universidade Estadual de Goiás, cada uma viajando com uma fração da velocidade da luz (c). O fenômeno físico exposto nessa sequência de figuras é explicado:
a) pela ilusão de óptico com lentes.
b) pela lei de proporções múltiplas.
c) pelo efeito Compton da translação.
d) pela teoria da relatividade especial.
6) (UFV-MG) A figura seguinte mostra um vagão aberto que se move com velocidade de módulo V em relação a um sistema de referência fixo no solo. Dentro do vagão existe uma lâmpada que emite luz uniformemente em todas as direções. Em relação ao vagão, o módulo da velocidade de propagação da luz é c. Para uma pessoa parada em relação ao solo, na frente do vagão, o módulo da velocidade de propagação da luz emitida pela fonte será:
a) c
b) c + V
c) c - V
d) (c + V)/ (c - V)
7) (Unimontes-MG) E, 1905, Albert Einstein propôs uma teoria física do espaço e do tempo denominada Teoria da Relatividade Especial (ou Restrita), que permitiu a conciliação da mecânica de Newton e o Eletromagnetismo de Maxwell. A teoria de Einstein apresenta conceitos de tempo e espaço muito diferentes daquelas da Mecânica de Newton e prevê efeitos muito interessantes, como a contração do espaço e a dilatação do tempo. Quando dois eventos (acontecimentos de curta duração) possuem as mesmas coordenadas espaciais, a distância espacial entre eles é nula e, nesse caso, o intervalo de tempo entre eles é denominado intervalo de tempo próprio, representado por Δt0. O intervalo de tempo, Δt, em um referencial em que eventos ocorrem em pontos distintos, é maior que o intervalo de tempo próprio. Esse efeito é denominado dilatação do tempo. Para exemplificar, vamos considerar dois observadores, um na Terra (em repouso em relação ao solo) e outro numa nave espacial que se move com velocidade de módulo u em relação à Terra, ambos observando uma lâmpada piscar. O observador na Terra mediria o intervalo de tempo próprio, Δt0, entre duas piscadas, e o da nave, um intervalo de tempo Δt, em princípio, diferente. A relação entre os dois intervalos de tempo é dada pela expressão:
Analisando a expressão que relaciona os dois intervalos, se u aumenta, aproximando-se de c, é certo afirmar que:
a)Δt e Δt0 se aproximam de zero.
b) Δt se aproxima de Δt0.
c) Δt fica muito pequeno em relação a Δt0.
d) Δt aumenta em relação a Δt0.
8) (UFMG) Suponha que , no futuro, uma base avançada seja construída em Marte. Suponha também, que uma nave espacial está viajando em direção à Terra, com velocidade constante igual à metade da velocidade da luz. Quando essa nave passa por Marte, dois sinais de rádio são emitidos em direção à Terra - um pela base e outro pela nave. Ambos são refletidos pela Terra e, posteriormente, detectados na base em Marte. Sejam tB e tN os intervalos de tempo total de viagem dos sinais emitidos, respectivamente, pela base e pela nave, desde a emissão até a detecção de cada um deles pela base em Marte. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que;
a) tN = (1/2) tB
b) tN = (2/3) tB
c) tN = (5/6) tB
d) tN = tB
9) (UEL-PR) Os múons são partículas da família dos léptons, originados pela desintegração de partículas píons em altitudes elevadas na atmosfera terrestre, usualmente alguns milhares de metros acima do nível do mar. Um múon típico, movendo-se com velocidade de 0,998 c, realiza um percurso de aproximadamente 600 m durante seu tempo de vida média de 2 .10-6 s. Contudo , o tempo de vida média desse múon, medido por um observador localizado no sistema de referência da Terra, é de 30 . 10-6 s. Considere a velocidade da luz c = 3 .108 m/s. Com base nos conhecimentos sobre a Teoria da Relatividade, analise as seguintes afirmativas:
I. Essa discrepância de valores é explicada pelo aumento do tempo de vida média da partícula no sistema de referência da Terra, por um fator de Lorentz no valor aproximado de 15 para a velocidade dada.
II. No sistema de referência da Terra, um múon com essa velocidade percorre cerca de 9000 m.
III. No sistema de referência da Terra, um múon com essa velocidade percorre cerca de 3000 m.
IV. Observações e medidas desse tipo confirmam previsões relativísticas.
Com base nos conhecimentos em física, assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas.
a) I e IV
b) II e III
c) III e IV
d) I, II e III
e) I, II e IV
10) (UNIRIO-RJ) Duas pessoas, A e B, têm uma lanterna cada uma. Em certo instante, elas ligam suas lanternas e a luz emitida é vista por dois observadores: O e O'. O primeiro encontra-se parado e equidistante delas, enquanto o segundo se encontra dentro de um avião que viaja horizontalmente com velocidade v. No instante em qe as lanternas são ligadas, eles encontram-se no mesmo ponto P, conforme a figura.
Algum tempo depois, os observadores comunicam-se e O faz a seguinte afirmação: "A e B acenderam a lanterna ao mesmo tempo". Quando O' ouve esta afirmação, se surpreende e diz que "B acendeu a lanterna antes de A". Em relação às afirmações relativas a O e O', pode-se afirmar, rigorosamente, que:
a) somente o observador O' está certo.
b) os dois observadores estão errados.
c) somente o observador O está certo.
d) os dois observadores estão certos.
e) somente um deles está errado.
11) (UFC-CE) Em relação a um sistema de referência em repouso, dois elétrons movem-se em sentidos opostos ao longo da mesma reta, com velocidades de módulos iguais a c/2. Determine a velocidade relativa de aproximação entre os elétrons. Em seguida assinale a alternativa que apresenta corretamente essa velocidade.
a) c/2
b) 3c/4
c) 3c/5
d) 4c/5
e) c
I. O tempo transcorre da mesma maneira em qualquer referencial inercial, independentemente de 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 a física moderna e as informações dadas, está(ão) CORRETA(S) a(s):
a) I e III
b) I e II
c) II e III
d) I, II e III
e) II
13) (UNESP) Durante sua visita ao Brasil em 1928, Marie Curie analisou e constatou o valor terapêutico das águas radioativas da cidade de Águas de Lindóia, SP. Uma amostra de água de uma das fontes apresentou concentração de urânio igual a 0,16 μg/L. Supondo que o urânio dissolvido nessas águas seja encontrado na forma de seu isótopo mais abundante,238U, cuja meia vida é aproximadamente 5 . 109 anos, o tempo necessário para que a concentração desse isótopo na amostra seja reduzida para 0,02 μg/L será de:
a) 5 . 109 anos
b) 10 . 109 anos
c) 15 . 109 anos
d) 20 . 109 anos
e) 25 . 109 anos
14) (UFG - GO) Em 2007, completaram-se 20 anos do acidente radiológico cm césio-137 em Goiânia. No ano do acidente, 20 g de cloreto de césio-137, por total desconhecimento do conteúdo e de suas consequências, foram liberados a céu aberto, provocando um dos maiores acidentes radiológicos de que se tem notícia. Após a tragédia, o dejeto radioativo foi armazenado num local próximo à cidade de Abadia de Goiás. O gráfico a seguir mostra a curva de decaimento radioativo do césio.
A partir do ano de 2007 e com base nos dados fornecidos, a quantidade em gramas do sal 137CsCl nos resíduos, após o tempo equivalente a uma meia vida do Césio 137, será, aproximadamente,
a) 5,0
b) 6,4
c) 8,0
d) 10,0
e) 12,8
15) (UEG-GO) 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 de efeito fotoelétrico.
d) Nos reatores nucleares, a diferença de potencial elétrico é criada no processo de desintegração dos átomos radioativos.
16) (UFRGS) O PET (Positron Emission Tomography) é uma técnica de diagnóstico por imagem que permite mapear a atividade cerebral por meio de radiações eletromagnéticas emitidas pelo cérebro. Para a realização do exame, o paciente ingere uma solução de glicose contendo isótopo radioativo fluor-18, que tem meia vida de 110 minutos e decai por emissão de pósitron. Essa solução é absorvida rapidamente pelas áreas cerebrais em maior atividade. Os pósitrons emitidos pelos núcleos de fluor-18, ao encontrarem elétrons das vizinhanças, provocam, por aniquilação de pares, a emissão de fótons de alta energia. Esses fótons são empregados para produzir uma imagem do cérebro em funcionamento.
Supondo-se que não haja eliminação da solução pelo organismo, que porcentagem da quantidade de fluor-18 ingerido ainda permanece presente no paciente 5 horas e 30 minutos após a ingestão?
a) 0,00 %
b) 15,50 %
c) 33,33 %
d) 66,66 %
e) 87,50 %
17) (UERJ) O reator atômico instalado no município de Angra dos Reis é do tipo PWR (Reator de Água Pressurizada). O seu princípio básico consiste em obter energia através do fenômeno da fissão nuclear, em que ocorre a ruptura de núcleos pesados em outros mais leves, liberando grande quantidade de energia. Esse fenômeno pode ser representado pela seguinte equação nuclear:
0n1 + 92U235 → 55Cs144 + T + 20n1 + Energia
Os números atômicos e de massa do elemento T estão, respectivamente, indicados na seguinte alternativa:
a) 27 e 91
b) 37 e 90
c) 39 e 92
d) 43 e 93
Gabarito:
1) C
2) B
3) D
4) D
5) D
6) A
7) D
8) D
9) E
10) D
11) D
12) C
13) C
14) B
15) C
16) B
17) B
