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By Lucien Silvano Alhanati

  Física

Relatividade REL

Introdução REL01

Histórico REL0101

  Qual foi a primeira manifestação da relatividade na Idade Moderna ? REL010101

Nicolau Copérnico em 1506 escreveu um trabalho onde mostra que é muito mais simples estudar o movimento dos planetas em torno do Sol do que estuda-los em movimento em torno da Terra. 
Era a substituição do modelo cosmológico aristotélico geocêntrico pelo modelo heliocêntrico, mostrando que as leis físicas descobertas na Terra não dependiam de uma posição privilegiada do planeta.

   Conceito de referencial inercial no início do século XVII ? REL010102

Galileu, no início do século XVII, mostrou que as leis da mecânica descobertas por Newton eram válidas apenas para referenciais em repouso e para qualquer outro em movimento retilíneo com velocidade de módulo constante, surgiu o conceito de referencial inercial.
Um observador no interior de uma caixa totalmente fechada que se comporta como um referencial inercial não é capaz de descobrir se ela estava em repouso ou em movimento.

  O que se entende por tempo absoluto ? REL010103

Newton e Galileu consideravam o tempo uma grandeza que não dependia do referencial. Este tempo é denominada de tempo absoluto.
O tempo e o espaço eram grandezas que não dependiam uma da outra.

  Validação das leis da mecânica estabelecidas por Newton para referenciais acelerados. REL010104

Foi constatado que as leis da mecânica estabelecidas por Newton não eram válidas para referenciais acelerados.
Exemplos:

1 - quando um avião em seu deslocamento possui uma aceleração vertical maior que a da gravidade, um passageiro peso na cadeira pelo cinto de segurança vê um objeto livre subir.

2 - um passageiro no interior de um carro que faz uma curva para a esquerda vê um objeto livre deslocando-se para a direita.

3 - um corpo se aproxima de um carrossel em movimento retilíneo, 

um observador situado no carrossel vê este corpo se deslocar num movimento curvilíneo.

Para estes referencias as leis da mecânica não são válidas. 
Para validar estas leis nos referenciais acelerados são introduzidas forças fictícias chamadas genericamente de forças de inércia como por exemplo a força centrífuga e a força de Coriolis.

Instituição das Equações de Maxwell em meados do século XIX. REL010105

Maxwell utilizou o trabalho de físicos anteriores, como Coulomb, Gauss, Faraday e Ampère reunindo e organizando todo o conhecimento adquirido até a sua época. Todas as conclusões foram fundamentadas em quatro leis representadas por quatro equações que posteriormente foram denominadas de Equações de Maxwell.
As quatro leis são:
  1. Lei de Gauss para o campo elétrico, veja em ELE0904
  2. Lei de Gauss para o campo magnético, veja em MAG030109
  3. Lei de Ampère generalizada veja em MAG010411
  4. Lei de Faraday veja em em MAG030201

Cálculo da velocidade de propagação da luz no vácuo a partir das Equações de Maxwell. REL010106

A compatibilidade das Equações de Maxwell com a equação de uma onda na qual a velocidade de propagação é constante leva a concluir que a luz é uma onda eletromagnética cuja velocidade de propagação no vácuo tem o valor c.

Medida da velocidade de propagação da luz realizada por Michelson e Morley em 1887. REL010107

Michelson e Morley mediram a velocidade de propagação da luz usando um equipamento denominado de interferômetro mostrado esquematicamente na figura.

A velocidade foi medida em várias direções e sentidos em relação à rotação da Terra e a conclusão foi que os valores não variavam e que era compatível com o valor teórico obtido com as Equações de Maxwell.

Estabelecimento das Transformações de Lorentz em 1904 REL010108

A constância da velocidade de propagação da luz para qualquer referencial tornou as equações do eletromagnetismo incompatíveis com os referenciais inerciais.
Lorentz descobriu uma transformação que deixa inalterada a forma das Equações de Maxwell.
Nesta transformação são introduzidos fatores e correção g (fator de Lorentz) e b (parâmetro de velocidade) e o tempo passa a depender da posição e da velocidade criando o conceito do referencial espaço-tempo.

Surgimento da Relatividade Restrita em 1905. REL010109

Albert Einstein 

baseado nos trabalhos de Michelson, Morley, Lorentz e outros como Poincaré propõe um princípio de relatividade mais abrangente que se aplica tanto às leis da mecânica quanto às leis do eletromagnetismo que passou a se denominar de Relatividade Restrita.

 


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