Enunciado
Física - Tipler - Vol 3- Ed: 6º - Capítulo 39.1 - Ex. 42
Uma plataforma giratória horizontal gira com velocidade angular ω. Há um relógio no centro da mesa giratória e um relógio idêntico montado em uma mesa giratória a uma distância r do centro. Em um referencial inercial no qual o relógio no centro está em repouso, o relógio na distância r está se movendo com velocidade u = rω. (a) Mostre que a partir da dilatação do tempo de acordo com a relatividade especial, o tempo entre os tiques, Δt0 para o relógio em repouso e ΔtR para o relógio em movimento, são relacionados por. (b) Em um referencial girando com a mesa, ambos os relógios estão em repouso. Mostre que o relógio na distância r experimenta uma pseudoforce Fr = mrω2 neste referencial rotativo e que isso é equivalente a uma diferença no potencial gravitacional entre re a origem de φr - φ0 = - 12 r2ω2. Use a diferença no potencial gravitacional dada na Parte (b) para mostrar que neste referencial a diferença nos intervalos de tempo é a mesma que no referencial inercial.
Passo 1
(a) Fala aee!! Sem muita enrolação, bora resolver logo isso!!
Da equação de dilatação do tempo, nós temos:
E, assim:
Como :
Substituindo isso:
Prontinho!
Passo 2
(b) A pseudoforça é dada por:
Onde é a aceleração de um referencial não inercial. Nesse caso, representa a aceleração centrípeta:
Assim:
Passo 3
Agora, para relacionar este problema à Equação 39-31, o ponto 2 é uma distância do eixo e o ponto 1 está no eixo. O termo entre parênteses no lado direito da Equação 39-31 é , que vai ser o nosso . Como está em um potencial menor que , esse termo é negativo. Consequentemente:
Integrando:
Passo 4
(c) Bem, da equação 39-31:
Substituindo o valor da letra anterior:
Prontinho! Tudo provado.
Resposta
Explicação no passo a passo.