A TEORIA DA RELATIVIDADE DE EINSTEIN

A TEORIA DA RELATIVIDADE DE EINSTEIN

                Para contornar estes problemas, tornava-se necessário formular uma nova teoria que substituísse a Mecânica de Newton, podendo ser usada par descrever movimentos com quaisquer velocidades. A solução foi dada por Einstein, em 1905, ao apresentar a sua célebre Teoria da Relatividade. Nesta nova teoria, Einstein propunha equações para substituir as equações da Mecânica de Newton,, que ao serem aplicadas ao movimento das partículas rápidas forneciam resultados em perfeita concordância com as observações experimentais.

                É interessante observar que estas equações de Einstein coincidem com as equações da Mecânica Clássica nos casos em que a velocidade da partícula é muito menor do que c . Em outras palavras , a Mecânica Newtoniana constitui-se um caso particular da Mecânica Relativística.

                Uma das propostas fundamentais da Teoria da Relatividade refere-se ao fato de a velocidade da luz ter o mesmo valor em qualquer sistema de referência. Para entendermos o significado desta afirmação, consideremos em observador A  dentro de um vagão, que de movimenta com velocidade v em relação a Terra, e um observador B parado sobre o solo. Uma lanterna, dentro do vagão, emite um feixe de luz, que se propaga com velocidade c em relação ao observador A.

                De acordo com a Mecânica Clássica, se o observador B  medisse a velocidade deste feixe de luz, deveria encontrar um resultado igual a c + v. Entretanto, de acordo com a proposta de Einstein, a velocidade do feixe de luz, medida por B, será também igual a c, isto é , a velocidade da luz não varia quando se muda de referencial. Embora este resultado possa parecer estranho, ele te sido amplamente confirmado em várias verificações experimentais.

 

Fonte: Luiz,Antônio Máximo Ribeiro da,Beatriz Alvarenga Álvares, Física 1 vol 1- São Paulo;Scpione,2006

 

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A VALIDADE DA MECÂNICA DE NEWTON E A VELOCIDADE DOS CORPOS

A VALIDADE DA MECÂNICA DE NEWTON E A VELOCIDADE DOS CORPOS

                As aplicações da Mecânica Newtoniana, coroadas de êxito no estudo de um grande número de fenômenos, fizeram com que as leis básicas lançadas por Newton prevalecessem durante cerca de 200 anos.

                Entretanto, no final do século XIX, os cientistas começaram a encontrar algumas situações que não podiam ser descritas adequadamente através das leis de  Newton, isto é, a Mecânica Clássica , ao ser usada para explicar o comportamento de certos corpos em movimento, fornecia resultados em desacordo com as observações experimentais. Foi verificado que isto ocorria sempre que os corpos se moviam com velocidades muito grandes. Mais precisamente, das falhas de Mecânica Clássica começavam a ser percebidas quando estas velocidades atingiam cerca de 10% da velocidade da luz, tornando-se mais acentuada à medida que as velocidades aumentavam.

                A velocidade da luz é usualmente representada por c e seu valor é muito elevado ( c = 3 x10⁸ m/s= 300 000 km/s). Então, como os corpos com os quais lidamos habitualmente ( pedra, automóvel, avião a jato etc.) sempre se movem com  velocidades muitas vezes inferior a 10% de c , as leis de Newton podem ser usadas, sem nenhuma preocupação , para descrever os movimentos destes corpos. Mesmo para o cálculo das órbitas e dos lançamentos dos modernos e velozes foguetes e satélites, as leis de Newton são usadas com pleno êxito.

                Observa-se, entretanto, que partículas atômicas ( elétrons, prótons etc.) podem atingir velocidades muito elevadas, chegando a alcançar até 99 % da velocidade da luz. Nestes casos, a Mecânica Clássica mostra-se totalmente inadequada para descreve o comportamento da partícula.

Fonte: Luiz,Antônio Máximo Ribeiro da,Beatriz Alvarenga Álvares, Física 1 vol 1- São Paulo;Scpione,2006

UM ERRO CONCEITUAL BASTANTE FREQUENTE:

UM ERRO CONCEITUAL BASTANTE FREQUENTE:

Quando tratamos das forças no movimento circular, é comum encontrarmos referências a uma força, denominada força centrífuga. Por exemplo, temos uma pequena esfera em movimento circular uniforme, sob a ação de uma força centrípeta, exercida pelo barbante. Algumas pessoas costumam supor que também atua na esfera outra força, dirigida radialmente para fora da trajetória, denominada força centrífuga. Esta força, segundo essas pessoas, estaria equilibrando a força centrípeta. Evidentemente, essa força centrífuga, não pode existir, pois de assim fosse, a resultante das forças que atua, na esfera seria nula e ela não poderia estar descrevendo uma trajetória circular: seu movimento deveria ser retilíneo e uniforme, de acordo com a 1ª lei de Newton.

                Provavelmente, essa interpretação errônea deve-se também a interpretação equivocadas de determinadas situações que as pessoas observam em seu cotidiano. Uma dessas interpretações errôneas está, em algumas pessoas acham que, se o barbante se romper , a partícula em movimento circular passará a se mover para fora, na direção do raio da trajetória, sendo esse deslocamento para fora atribuído à ação da força centrífuga. Entretanto, já analisamos o que realmente ocorre nessa situação: quando o barbante se rompe, a partícula, por inércia, passa a se mover na direção de sua velocidade naquele instante, isto é, na direção tangente à trajetória. Comprovando que não há nenhuma força atuando sobre ela. Do mesmo modo, costuma-se achar, erroneamente, que há uma força. Como analisamos no texto, não é isso o que ocorre, pois, na ausência de atrito, o carro, por inércia, sai tangencialmente à trajetória que ele descrevia.

                Outra situação semelhante que é interpretada inadequadamente por meio da “força centrífuga” é a seguinte: suponha que ma pessoa esteja em pé dentro de um ônibus que, em um dado instante, entra em uma curva para a esquerda, por exemplo. Os pés da pessoa, devido ao atrito com o piso dentro de ônibus são deslocados para a esquerda juntamente com o ônibus. Entretanto, a parte superior corpo da pessoa, por inércia ( não estando em contato direto com o ônibus) tende a continuar seu movimento em linha reta, na direção da velocidade que o ônibus possuía antes de entrar na curva. Em virtude destes deslocamentos, uma pessoa na Terra veria o passageiro tombar para a direita dentro do ônibus. Uma análise errônea dessa situação leva algumas pessoas a atribuir p tombamento do passageiro à existência de uma força centrífuga que o teria arremessado radialmente para fora da curva. Na realidade, visto pelo observador continuou a se deslocar em linha reta, enquanto os pés acompanharam a curva junto com o ônibus.

Fonte: Luiz,Antônio Máximo Ribeiro da,Beatriz Alvarenga Álvares, Física 1 vol 1- São Paulo;Scpione,2006

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