PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 10 (Física) da 2ª fase do ITA 2026
Texto-base das questões 01 a 10 · Física
Quando necessário, use os seguintes valores para as constantes:
Aceleração local da gravidade g = 10\ \text{m/s}^2.
Permeabilidade magnética no vácuo \mu_0 = 4\pi\ 10^{-7}\ \text{N.A}^{-1}
Considere uma missão espacial cujo objetivo é coletar dados do sistema planetário da estrela Sirius, localizada a 8,6 anos-luz do nosso sistema Solar. Para tal, duas espaçonaves são lançadas da Terra de forma que atingem as fronteiras do sistema Solar ao mesmo instante t_0, para um observador na Terra, em trajetórias paralelas e velocidades constantes, v_1 = 0{,}8c e v_2 = 0{,}6c, em que c é a velocidade da luz. Assim que chega ao sistema planetário de Sirius, a espaçonave 1 emite um sinal para a espaçonave 2.
Dada as considerações, determine
a) o tempo transcorrido na Terra, desde o instante t_0 até que a espaçonave 2 receba o sinal emitido pela espaçonave 1;
b) o tempo transcorrido para os astronautas da espaçonave 2, desde o instante t_0 até que recebam o sinal emitido pela espaçonave 1.
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Resolução comentada
a) Tudo é medido no referencial da Terra, onde a distância até Sirius é d = 8{,}6 anos-luz. Em t_0 as duas naves estão na fronteira do sistema Solar, e vamos tomar essa posição como a origem, x=0.
-
A nave 1 chega a Sirius depois de
t_1=\frac{8{,}6}{0{,}8}=10{,}75\ \text{anos}. -
Nesse instante ela emite o sinal. A nave 2 está em
x_2=0{,}6\cdot 10{,}75=6{,}45\ \text{anos-luz}.
A separação entre as naves é, portanto, 8{,}6-6{,}45=2{,}15 anos-luz. -
As trajetórias são paralelas, e o sinal viaja de volta a c enquanto a nave 2 avança a 0{,}6c. A velocidade de aproximação, no referencial da Terra, é c+0{,}6c=1{,}6c:
\Delta t=\frac{2{,}15}{1{,}6}\approx 1{,}34\ \text{anos}. -
O tempo total na Terra é
t=10{,}75+1{,}34\approx 12{,}1\ \text{anos}.
Conferência: o encontro ocorre em x=0{,}6\cdot 12{,}09=7{,}26 anos-luz. O sinal também chega a esse ponto, pois 8{,}6-1{,}34=7{,}26 anos-luz.
Resposta: \approx 12{,}1 anos (exatamente 12{,}09 anos).
b) O tempo medido pelos astronautas da nave 2 é o tempo próprio, que sofre dilatação:
Logo,
Isso vale porque a nave 2 está em movimento uniforme e os dois eventos (passagem pela fronteira e recepção do sinal) ocorrem no mesmo lugar do referencial dela.
Resposta: \approx 9{,}7 anos (exatamente 9{,}675 anos).
Assuntos: Relatividade restrita, Velocidade média e movimento uniforme.
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Fonte: ITA 2ª fase 2026 · Física. Prova oficial ↗