“Questões de Relatividade e Leis de Kepler para o 9º Ano”

TEXTO BASE

A teoria da relatividade é a designação que engloba a teoria da relatividade restrita e a teoria da relatividade geral, do físico Albert Einstein (1879-1955). Ela é empregada nos GPS, nos eletroímãs, nos tubos de raio catódico, nos reatores nucleares, nas bombas nucleares e outros.

A teoria da relatividade é a terminologia dada à teoria da relatividade restrita e à teoria da relatividade geral. Funciona para quaisquer problemas relacionados a corpos que se movimentam em velocidades próximas à da luz. Seus postulados são o princípio da relatividade restrita e o princípio de constância da velocidade da luz. Com base na teoria da relatividade restrita foi possível concluir que a velocidade da luz é a velocidade máxima no vácuo; a ausência do éter; o princípio da simultaneidade; a dilatação do tempo; e a contração do comprimento.

Um motor radial funciona como qualquer outro motor de combustão interna de quatro tempos. Cada cilindro tem uma ingestão, compressão, potência e curso de escape. Eles diferem dos motores em linha e horizontalmente opostos em sua ordem de disparo e eles se conectam ao virabrequim.

Os cilindros de um motor radial são numerados a partir do topo, indo no sentido horário, com o primeiro cilindro numerado 1. A vara de conexão do primeiro cilindro é fixada diretamente ao virabrequim – esta é a haste principal. As outras hastes de cilindros se conectam a pontos giratórios ao redor da haste principal.

As Leis de Kepler são três leis propostas no século XVII pelo astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571–1630), apresentadas em sua obra Astronomia Nova (1609). Elas descrevem os movimentos dos planetas, seguindo modelos heliocêntricos, ou seja, com o Sol no centro do sistema solar.

As afirmações a respeito dos movimentos dos planetas por Kepler não propõem o porquê destes movimentos, não estão empenhadas em descrever as causas desses movimentos. Estas proposições tratam de descrever apenas os movimentos e suas órbitas.

Kepler elaborou suas afirmações de forma descritiva, baseado em observações astronômicas feitas por Tycho Brahe. Seus estudos pertencem ao campo da Física conhecida por cinemática.

Vale lembrar que as Leis de Kepler descrevem não apenas o movimento dos planetas ao redor do Sol, mas de qualquer corpo celeste que orbita outro que possua mais massa. Por exemplo, o movimento da Lua ao redor da Terra ou mesmo de satélites artificiais.

A segunda lei de Kepler, também conhecida como lei das áreas, foi criada por Johannes Kepler para explicar a exótica órbita de Marte que fora observada. Essa lei descreve que um corpo orbitando ao redor de outro, esse último em um referencial de repouso, percorrerá áreas iguais em intervalos de tempo iguais.

A principal consequência dessa lei é a variação que ocorre na velocidade orbital, pois, quando o planeta estiver no periélio, ou seja, mais perto do Sol, terá velocidade maior, mas, se estiver no afélio, ou seja, mais distante do Sol, terá velocidade menor.

Questões

1. Questão 1 (Fácil)

   Com base na teoria da relatividade, discorra sobre a importância da velocidade da luz como um limite para a movimentação de corpos no universo. Em sua resposta, considere a relação com os postulados da relatividade restrita.

   Resposta esperada: 5 a 7 linhas.

2. Questão 2 (Médio)

   Explique como a teoria da relatividade se relaciona com o funcionamento de tecnologias contemporâneas, como os GPS. Cite pelo menos duas aplicações práticas da teoria na vida cotidiana.

   Resposta esperada: 6 a 8 linhas.

3. Questão 3 (Fácil)

   Defina a segunda lei de Kepler e discorra sobre suas implicações na variação da velocidade dos planetas durante suas órbitas. Como essa lei se aplica ao movimento de Marte em torno do Sol?

   Resposta esperada: 5 a 7 linhas.

4. Questão 4 (Médio)

   Analise a importância das observações de Tycho Brahe para o desenvolvimento das Leis de Kepler. Como essas observações influenciaram a forma como entendemos o movimento dos corpos celestes?

   Resposta esperada: 6 a 8 linhas.

Gabarito Comentado

Questão 1: A resposta deve abordar que a velocidade da luz é considerada o limite máximo para a transmissão de informações e movimento, conforme a relatividade restrita. A discussão deve incluir o princípio de constância da velocidade da luz, o que tem implicações profundas em nossa compreensão do espaço e do tempo.

Questão 2: O aluno deve mencionar que a teoria da relatividade é crucial para a precisão dos GPS, que dependem do tempo de transmissão de sinais de satélites que se movem em velocidades relativas à Terra. Outro exemplo pode incluir a utilização em reatores nucleares, onde os princípios da relatividade são aplicados para entender reações em níveis subatômicos.

Questão 3: A resposta deve definir a segunda lei de Kepler (lei das áreas) e explicar que esta afirma que um planeta se move mais rapidamente quando está mais próximo do Sol (periélio) e mais lentamente quando está mais distante (afélio). O aluno pode usar Marte como exemplo para exemplificar essa variação de velocidade em sua órbita.

Questão 4: O aluno deve discutir que as observações precisas de Tycho Brahe foram fundamentais para que Kepler pudesse formular suas leis, uma vez que ele teve acesso a dados detalhados sobre o movimento dos planetas. Isso ajudou a estabelecer um modelo heliocêntrico mais preciso, que se distancia das ideias geocêntricas anteriores.