Teoria da relatividade para manequins: o conteúdo simplesmente explicava
Quando se pensa na teoria da relatividade, a fórmula E = mc² geralmente vem à mente. Esta dica prática lhe dirá o que é esta fórmula e o que você deve saber sobre a "relatividade".
A teoria da relatividade simplesmente explicou
A teoria da relatividade lida com espaço, tempo e gravitação e foi um marco real na física. Muitas coisas, como o warp drive e a viagem no tempo, tornaram um pouco mais possível. É composto de duas teorias.
- A teoria especial da relatividade. Explica o comportamento do tempo e do espaço da perspectiva dos observadores.
- A teoria geral da relatividade. Descreve a gravidade como a curvatura do tempo e do espaço, criada, por exemplo, por grandes massas, como estrelas.
declaração
Na física, um sistema de referência é chamado de estrutura espaço-temporal, necessária para descrever exatamente os processos dependentes da localização. Um sistema inercial é um sistema de referência no qual partículas livres de força descansam ou percorrem caminhos retos a velocidade constante. Por exemplo, o tempo passa mais devagar em um sistema inercial do que em outro.
- Segundo a teoria especial da relatividade de Einstein, todos os sistemas inerciais são de natureza igual. Se o tempo passa mais rápido em um sistema do que em outro, as duas propriedades se aplicam. O tempo voa mais rápido e ao mesmo tempo normalmente.
- No entanto, é preciso notar que nenhum sistema, objeto ou partícula pode ser mais rápido que a luz. A 299792, 458 km / s, a velocidade da luz (c) é um limite superior para as velocidades. Infelizmente, em alguns filmes de ficção científica não é possível pilotar uma nave espacial "com o dobro da velocidade da luz".
E = mc² - isso significa a fórmula
Quase todo mundo os conhece, mas ninguém sabe como usá-los: estamos falando da famosa fórmula E = mc². Com isso, a energia pode ser calculada dependendo da massa relativa.
- De acordo com Einstein, energia e massa (por exemplo, com partículas) são equivalentes.
- A energia total (E) pode ser calculada usando a fórmula E = mc² com m = m ': √ (1 - v²: c²). Nesse caso, m 'é a massa em repouso. No entanto, a fórmula não pode ser aplicada à física "clássica", mas somente se aplica à física relativista.
A teoria da relatividade: o que são dilatação do tempo e contração do comprimento?
Dependendo da velocidade (de um objeto), o tempo (que passa em relação ao observador) ou a duração (do objeto) podem ser influenciados. O tempo e a duração dependem da velocidade.
- Quanto mais rápido um objeto se move no espaço, mais lento o tempo passa em relação a um observador em repouso. Mesmo nas proximidades de grandes multidões, o tempo passa mais devagar. Você pode encontrar informações mais detalhadas em nosso artigo sobre "Dilatação do tempo".
- Quando um objeto se move em alta velocidade no espaço, seu comprimento (na direção da velocidade) também é compactado. Aqui também você encontrará um artigo separado que trata da contração do comprimento.
Curvatura do espaço e do tempo: grandes massas no espaço
Finalmente, gostaríamos de nos dedicar às grandes massas no espaço (como um planeta).
- Como você já sabe em nosso artigo sobre dilatação do tempo, o tempo passa mais lentamente perto de grandes massas.
- Grandes massas, como uma estrela, dobram o espaço (e o tempo). Você pode pensar nesse fenômeno como um pano grande que "se dobra" quando você coloca algo pesado nele, como uma melancia. O espaço-tempo é curvado da mesma forma. Isso significa que a luz também é desviada por grandes massas.
Teoria da relatividade de Einstein: você deve poder usar essas fórmulas
Muitas fórmulas diferentes são usadas na física relativística. Mostraremos os mais importantes que você deve conhecer.
$config[ads_text5] not found- A fórmula para o tempo relativo é ∆t '= ∆t: √ (1 - v²: c²). Neste exemplo, gostaríamos de calcular quantos segundos passam em um sistema que se move a 200000 km / s:'t '= 5s: √ (1 - (200000000 m / s) ²: (299792458 m / s) ² ) § 6.712 s. Isso significa que, enquanto 5 segundos passam em um sistema acelerado, cerca de 7 segundos passam em um sistema estacionário! À velocidade da luz, haveria um 0 no denominador, resultando em in.
- A fórmula para a contração do comprimento é l = l '⋅ √ (1 - v²: c²). O comprimento relativo depende do comprimento básico e da velocidade. À velocidade da luz, o comprimento seria 0!
- Você também conhece a fórmula E = mc² com m = m ': √ (1 - v²: c²) deste artigo.
- Por fim, existe a fórmula para o efeito Doppler relativístico (para profissionais). Você notará o efeito Doppler quando, por exemplo, um carro da polícia com uma sirene passa por você. Esse fenômeno pode ser aplicado analogamente à física relativística: a frequência depende da velocidade. Se o transmissor e o receptor de ondas eletromagnéticas (por exemplo, luz) se afastarem um do outro, a frequência será alterada. O seguinte se aplica: f '= f ⋅ √ ((1 - v: c): (1 + v: c))
- Se você dominar essas fórmulas básicas, já poderá resolver muitos problemas relativísticos.