P2 de Física 4 - FIS1061 da PUCRIO - 2019.2

Em uma determinada região na Terra, um tremor é sentido na cidade B após de uma explosão haver acontecido na cidade A, a uma distância de . Um viajante M em uma nave espacial relativística, movendo-se paralelamente à linha que une A e B (ver figura), tem velocidade em relação à Terra.

a) É possível que o tremor seja consequência da explosão? Justifique.

b) Qual é o intervalo de tempo entre a explosão e o tremor, medido pelo viajante M? Qual evento (tremor ou explosão) acontece primeiro para o viajante?

c) Se o viajante sobrevoa a cidade A no exato instante que a explosão ocorre, quanto tempo ele leva para estar justo acima da cidade B, segundo seu próprio relógio?

d) Se em um momento posterior uma segunda explosão acontece em A, e intensos raios ultravioletas de comprimento de onda são emitidos, em qual comprimento de onda o viajante M detecta tais raios?

Em um laboratório, um próton é acelerado tal que adquire uma energia cinética que é dobro de sua energia de repouso.

a) Qual é a velocidade do próton no laboratório, medida em termos de ?

b) Suponha que o próton viesse a colidir com uma partícula em repouso, e que fosse possível que a partícula “capturasse” o próton, formando uma única partícula após a colisão, sem perdas de energia para o meio. Qual seria a massa de repouso dessa nova partícula? Com que velocidade ela sairia após a colisão?

(Dado: a partícula é o núcleo do átomo de e tem massa ).

c) Verifique se, nesse processo, o ganho de energia de repouso do sistema equivale à perda de energia cinética.

a) Em um experimento de fenda dupla, a abertura de cada fenda vale e distância entre as fendas é . Incide-se luz de comprimento e onda de perpendicularmente ao plano das fendas. Faça um gráfico da intensidade da luz em função de , sendo o ângulo de chegada dos raios no anteparo, em relação ao eixo central, incluindo ao menos as envoltórias até os segundos mínimos de difração. Dentro da envoltória central de difração, ache o valor das intensidades máximas dos picos de interferência, relativos àquela para .

b) Uma rede de difração tem o espaçamento entre fendas igual a . Ache a dispersão da rede em máximos de 1ª ordem e assim encontre a abertura angular entre comprimentos de onda incidentes de e . Para, nessas condições, ser capaz de resolver esses comprimentos de onda, qual deve ser o número mínimo de fendas da rede?