Introdução à Teoria da Relatividade Restrita
A Teoria da Relatividade de Einstein é um tema extremamente complexo. Portanto, a ideia deste texto é fornecer uma pequena introdução à Teoria da Relatividade Restrita, também chamada de relatividade especial. Essa teoria, amplamente estudada por Albert Einstein, baseia-se na ideia de referenciais.
Você já deve ter visto isso em alguns problemas de física envolvendo mecânica e movimento de corpos. Por exemplo, se o carro A se move para a direita com a velocidade de 60 km/h e o carro B se move na mesma direção a 40 km/h, a velocidade relativa do carro A em relação ao carro B é de 20 km/h.
Durante muito tempo, discutiu-se se a relatividade de Galileu estaria correta: ou seja, se as leis de movimento seriam as mesmas em quaisquer referências inerciais (isto é, se todas essas leis e equações de movimento seriam válidas independentemente do estado de movimento de um observador). Para o caso dos carros citados anteriormente, é fácil dizer que funciona. Se eu sou um observador de fora, vejo o carro A andando a 60 km/h e o carro B, no mesmo sentido, a 40km/h em relação a mim (que estou parado). Se o observador é o motorista do carro B, é como se o carro B estivesse parado e o carro A movendo-se na velocidade de 20 km/h. O carro parece parado, pois a velocidade dele e do motorista é a mesma – ou seja, para o observador em questão, o carro está parado.
Entretanto, a Terra não está parada. Isso pode não fazer diferença alguma para cálculos de movimento de carros ou pessoas, mas quando lidamos com planetas e cometas, o tratamento é diferente.
Uma das maiores descobertas da história da física foi que a velocidade da luz é constante. Um experimento que verifica este fato foi realizado em 1887. Veja o revolucionário Experimento de Michelson–Morley.
Tudo isso é muito relativo.
A verdade e’ que. Deus fez um Universo relativo –
O Trem Jocaxiano
Por Jocax Novembro/2016
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Resumo: Este artigo mostra duas situações bastante simples e análogas em relação ao experimento mental clássico
(conhecido como o ‘Trem de Einstein’) que explica a dilatação temporal e depois aponta uma contradição entre elas.
O Trem de Einstein
É familiar a todo estudante de teoria da relatividade restrita a experiência mental que mostra
a dilatação temporal ocorrendo quando se postula a invariancia da medida da velocidade da luz.
Podemos ver, a seguir, alguns links de sites com exemplos:
O trem de Einstein e a dilatação do tempo:
1- http://acervo.novaescola.org.br/ciencias/fundamentos/einstein-teoria-relatividade-dilatacao-do-tempo-605460.shtml
2- http://www.infoescola.com/fisica/dilatacao-do-tempo/
3-http://alunosonline.uol.com.br/fisica/dilatacao-do-tempo.html
Podemos ver, nestes exemplos clássicos, que o observador que vê o feixe de luz ir e voltar pelo mesmo caminho em seu referencial,
(nestes exemplos o observador que se encontra dentro do vagão onde também se encontra a fonte de luz)
calcula um tempo menor para o percurso da luz do que o observador que observa a luz fazendo um caminho mais longo,
como parte de um “triângulo” (neste caso, o observador na estação).
Por isso, o relógio do observador que está no vagão anda mais devagar em relação ao observador que o que está parado na estação
(que mede um tempo maior para o percurso da luz), de modo que, para ambos, a velocidade da luz seja a mesma (=c).
Este Fenômeno este é conhecido como “dilatação temporal”.
( Resumindo sofre dilatação temporal quem observa a luz fazer o menor caminho, neste caso, quem está dentro do trem em movimento ).
Tudo muito didático e simples. Eis que então surge o Trem Jocaxiano .
O Trem Jocaxiano
O trem jocaxiano nada mais eh que o velho trem de Einstein com um belo furo no chão ! 🙂
Quando o trem passa , uma lanterna, parada no solo da estacao, emite um feixe de luz através do furo e entra no trem em movimento bate no teto espelhado do trem
e volta para a mesma lanterna que emitiu o feixe(se o furo for suficientemente grande).
Ou seja, quando o trem jocaxiano passa, a luz entra pelo furo bate no teto e volta pra lanterna fazendo um vai e volta semelhante
ao Trem de Einstein mas, quem está na estação agora é que observa a luz ir e voltar pelo mesmo caminho (o caminho mais curto!).
Já para o observador que está no vagão em movimento a luz faz um percurso mais longo, como uma parte de “triângulo”.
Ou seja, quem está no vagão em movimento observa um caminho *maior* do feixe de luz do que o observador parado na estação.
Portanto , como os dois observadores devem medir a mesma velocidade para a luz, o tempo, dentro deste Trem jocaxiano,
passa mais rápido do que para o observador que está parado na estação e vê a luz fazer o menor caminho.
Assim, neste caso, sofre dilatação temporal quem está fora do trem em repouso, isto é o tempo passa mais rápido para o observador
no trem em movimento: aquele que observa a luz fazer um caminho mais longo.
Paradoxo
Portanto este experimento mental mostra que temos um paradoxo na relatividade restrita, o mesmo trem físico,
os mesmos observadores, sofrem uma dilatação temporal que depende de onde parte a luz , se de dentro do trem ou fora dele !!
Referencias:
O Paradoxo das Gemeas:
https://social.stoa.usp.br/paradoxosrelat/blog/paradoxo-das-gemeas