Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo R.1 - Ex. 31
Maria é uma funcionária de uma grande plataforma espacial. Ela coloca o relógio no ponto e o relógio no ponto , distante minutos-luz do ponto . Ela também coloca uma lâmpada de flash em um ponto a meio caminho entre os pontos e . José, funcionário de outra plataforma, está junto ao relógio . Cada relógio é disparado ao ser atingido por um flash. A plataforma de Maria viaja com uma rapidez de para a esquerda, em relação a José. Quando a plataforma de Maria passa pela de José, o relógio , depois a lâmpada de flash e depois o relógio passam diretamente em frente ao relógio . Quando a lâmpada passa perto do relógio , ela emite um flash e o relógio começa a marcar a partir do zero.
31. De acordo com José, quanto tempo leva para a luz do flash viajar até o relógio , e qual a indicação do relógio quando a luz do flash atinge o relógio ?
Passo 1
À medida que o pulso da luz viaja em direção ao relógio com velocidade , o relógio viaja em direção ao relógio com velocidade . A soma das distâncias percorridas pelo flash e pelo relógio A devem ser iguais à distância que as separa como visto no quadro de referência de José.
Vamos expressar a soma das distâncias entre o relógio A e a lâmpada como visto no quadro de referência de José, como:
Agora, vamos usar a equação da dilatação do tempo para relacionar os comprimentos, adequado e real :
Como , vamos colocar essa relação na fórmula acima, de modo que ficamos com:
Basta, finalmente, substituir os valores numéricos referentes a cada variável:
Passo 2
Como o relógio começa do zero, quando o flash passa próximo a ele, sua leitura quando o flash atinge o relógio será igual ao tempo necessário para o flash viajar para o relógio . Portanto, o relógio mostrará o mesmo tempo encontrado no cálculo anterior do , igual a minutos.
Resposta
Levam minutos para a luz do flash viajar até o relógio , e o relógio indicará um tempo de minutos, também.