Os astronautas da Apollo 11 configuraram um painel de retrorrefletores eficientes de vértices de cubo na superfície da Lua. A velocidade da luz pode ser descoberta ao medir o intervalo de tempo necessário para um feixe de laser se propagar da Terra, refletir no painel e voltar à Terra. Suponha que este intervalo seja medido como
na estação onde a Lua está no zênite e considere a distância de centro a centro da Terra para a Lua como
. (a) Qual é a velocidade medida da luz? (b) Explique se é necessário considerar os tamanhos da Terra e da Lua no seu cálculo. Respostas: a)
b) Explique
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre como medir a velocidade da luz usando um laser que vai da Terra até a Lua e volta. A gente vai precisar entender um pouco sobre velocidade, distância e como calcular isso tudo juntinho.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber qual é a distância total que o laser percorre. A distância de centro a centro da Terra para a Lua é
metros. Mas como o laser vai até a Lua e retorna, a distância total será o dobro disso:
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da velocidade:
O tempo total medido foi de
. Então:
Arredondando, chegamos a
, que é a velocidade da luz.
Passo 4
Sobre a parte (b), precisamos pensar se o tamanho da Terra e da Lua interfere nesse cálculo. Basicamente, estamos considerando a distância do centro da Terra até o centro da Lua, então os diâmetros delas são pequenos comparados à distância total. Isso significa que, pra essa medição específica, a gente pode ignorar o tamanho delas sem afetar muito o resultado.
Resposta
a)
b) Não é necessário considerar os tamanhos da Terra e da Lua no cálculo, pois eles são insignificantes comparados à distância total percorrida pelo laser.
b) Não é necessário considerar os tamanhos da Terra e da Lua no cálculo, pois eles são insignificantes comparados à distância total percorrida pelo laser.