Questão 56 da UFG 2027

Question

Ao utilizarmos aplicativos de transporte e de entrega de comida, sem perceber, estamos utilizando conhecimentos profundos advindos da Teoria da Relatividade Restrita e Geral. Tal fato ocorre porque o sistema de geolocalização GPS (Global Position System ou Sistema Global de Posicionamento) só funciona se efeitos relativísticos forem considerados. De acordo com a Teoria da Relatividade Restrita, desenvolvida por Einstein no começo do século XX, a velocidade da luz é constante para todos os referenciais inerciais, comportando novos fenômenos, como contração espacial e dilatação temporal, que dependem das velocidades dos observadores e dos objetos observados. Devido a isso, a Teoria da Relatividade Restrita representa uma quebra de paradigma em relação à Mecânica Clássica Newtoniana, revolucionando os conceitos de espaço e de tempo. Diferentemente da Mecânica Newtoniana, na Teoria da Relatividade Restrita

A
o espaço e o tempo são absolutos e independentes de qualquer outra grandeza física.
B
o espaço é absoluto, enquanto o tempo depende do estado de movimento do observador.
C
o espaço depende do estado de movimento do observador, enquanto o tempo é absoluto.
D
o espaço e o tempo dependem do estado de movimento do observador, sendo duas grandezas independentes.
E
o espaço e o tempo dependem do estado de movimento do observador, sendo duas grandezas interligadas.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 56 da UFG 2027

Prova objetiva · Ciências da Natureza · Física: Relatividade restrita

Ao utilizarmos aplicativos de transporte e de entrega de comida, sem perceber, estamos utilizando conhecimentos profundos advindos da Teoria da Relatividade Restrita e Geral. Tal fato ocorre porque o sistema de geolocalização GPS (Global Position System ou Sistema Global de Posicionamento) só funciona se efeitos relativísticos forem considerados. De acordo com a Teoria da Relatividade Restrita, desenvolvida por Einstein no começo do século XX, a velocidade da luz é constante para todos os referenciais inerciais, comportando novos fenômenos, como contração espacial e dilatação temporal, que dependem das velocidades dos observadores e dos objetos observados. Devido a isso, a Teoria da Relatividade Restrita representa uma quebra de paradigma em relação à Mecânica Clássica Newtoniana, revolucionando os conceitos de espaço e de tempo. Diferentemente da Mecânica Newtoniana, na Teoria da Relatividade Restrita

A
o espaço e o tempo são absolutos e independentes de qualquer outra grandeza física.
B
o espaço é absoluto, enquanto o tempo depende do estado de movimento do observador.
C
o espaço depende do estado de movimento do observador, enquanto o tempo é absoluto.
D
o espaço e o tempo dependem do estado de movimento do observador, sendo duas grandezas independentes.
E
o espaço e o tempo dependem do estado de movimento do observador, sendo duas grandezas interligadas.

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Resolução comentada

Na Mecânica Newtoniana, espaço e tempo são absolutos: duas pessoas em movimento relativo medem o mesmo intervalo de tempo e o mesmo comprimento para um mesmo evento ou objeto.

Na Relatividade Restrita isso muda. O enunciado diz que a velocidade da luz c é a mesma para todos os referenciais inerciais. Para que isso seja verdade, as medidas de espaço e de tempo precisam depender do referencial:

Dilatação temporal: \Delta t = \gamma\,\Delta t_0, com \gamma = \dfrac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}}. O intervalo de tempo medido depende da velocidade do observador.
Contração espacial: L = \dfrac{L_0}{\gamma}. O comprimento medido também depende da velocidade do observador.

Portanto, nem o espaço nem o tempo são absolutos. Além disso, ambos aparecem juntos nas transformações de Lorentz, em que a coordenada de tempo de um referencial depende das coordenadas de espaço e de tempo do outro. Por isso passam a formar uma única estrutura, o espaço-tempo, e deixam de ser grandezas independentes.

Assim, a afirmação correta é que espaço e tempo dependem do estado de movimento do observador e estão interligados.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa D engana porque acerta que espaço e tempo dependem do observador, mas afirma que são independentes, o que contradiz as transformações de Lorentz.

Por que as outras alternativas estão erradas

ADescreve a visão newtoniana, em que espaço e tempo são absolutos, e não a da Relatividade.
BMantém o espaço absoluto, mas a contração espacial mostra que o comprimento depende do observador.
CMantém o tempo absoluto, mas a dilatação temporal mostra que o tempo depende do observador.
DAcerta a dependência do movimento, mas erra ao dizer que são independentes; na Relatividade formam o espaço-tempo.

Assunto: Relatividade restrita.

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Questão 56 no caderno Vespertino da UFG 2027

Fonte: UFG 2027 · Vespertino. Prova oficial ↗