Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 33.Problemas Adicionais - Ex. 71
a) Quanto tempo um sinal de rádio leva para percorrer os 150 km que separam uma natena transmissora de uma antena receptora? (b) Vemos a Lua por causa da luz solar refletida. Quanto tempo essa luz leva para chegar a nossos olhos, desde o instante em que deixa o Sol? As distâncias entre a Terra e a Lua e entre a Terra e o Sol são, respectivamente, e . (c) Qual é o tempo que a luz leva para executar uma viagem de ida e volta entre a Terra e uma espaçonave que se encontra em órbita em torno de Saturno, a de distância? (d) Os astronautas acreditam que a nebulosa do Caranguejo, que está a cerca de 6500 anos-luz da Terra, é o que restou de uma supernova observada pelos chineses em 1054 d.C. Em que ano ocorreu, na verdade, a explosão da supernova? (Quando olhamos para estrelas à noite, estamos na realidade contemplando o passado.)
Passo 1
Para resolver este exercício precisamos ter em mente duas coisas.
Primeiro que a velocidade da luz no vácuo é aproximadamente .
E em segundo lugar que o tempo é dado por:
Passo 2
a) O sinal de rádio é uma onda eletromagnética, logo ele estará se propagando na mesma velocidade que a luz. Desta forma o tempo para que esse sinal percorrá uma distância de 150 m na velocidade da luz será:
Passo 3
b) Vamos super que estamos em um dia de lua cheia, isso quer dizer que a Lua e o Sol estão em lados opostos da Terra. Desta forma a luz que sai do Sol se Propaga até a lua e é refletida voltando para a Terra.
Desta forma a distância que a luz percorre é:
Portando o tempo que essa luz demora para chegar aos nosso olhos é:
Passo 4
c) Sabemos que a distância é , mas como queremos saber o tempo de ida e volta precisamos multiplicar d por 2. Desta forma:
Passo 5
d) Para esse caso temos que a distância é a velocidade da luz também pode ser escrita em anos-luz / anos, então nesse caso .
Desta forma temos que o tempo é:
Mas a supernova só foi avistada pelos chineses no ano 1054 d.C. isso quer dizer que a explosão da super nova aconteceu muito antes dessa data. Então a data que a explosão aconteceu é:
O sinal negativo indica que a explosão aconteceu no ano