Pontilhismo (as partes compõem o todo) La Parade (Georges-Pierre Seurat 1889) Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

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Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth

La Parade

(Georges-Pierre Seurat – 1889) Pontilhismo

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14/12/1900: Início da Física Moderna

- Quantização da Energia – Max Planck (1858-1947)

- Planck postulou que a matéria só poderia

emitir

ou

absorver

energia

em pequenas quantidades (

pacotes

), chamadas

“

Quanta

” ou

Fóton

.

- A energia é limitada a

múltiplos inteiros

da energia

fundamental E (analogia - bola de sorvete).

- Planck utiliza conceitos de unidade quântica para descrever as propriedades das partículas

subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação.

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Albert Einstein (1879 - 1955)

-

Maior físico teórico de todos os tempos.

- Nasce na Alemanha. Judeu.

- Maja, sua irmã e melhor amiga.

- Falou aos 3 anos de idade.

- Fluência em alemão só aos 10 anos.

- Aos 6 anos seu pai lhe mostrou uma bússola – despertou sua curiosidade.

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- Só era bom em matemática e estudava por conta própria.

- Amava a música. Tocava piano e violino.

- Não ia bem na escola.

- “Ele nunca terá sucesso em nada” – disse o diretor.

- 1895: reprovado no exame da Escola Politécnica de Zurique.

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- 1896 - Segunda tentativa: entrou! Queria ser professor de física e matemática.

- Estudava o que queria.

- Teve dois grandes amigos Mileva e Marcel Grossman. - 1900 (21 anos): se formou mas não foi contratado.

- Grossman conseguiu um emprego num escritório de patentes suíço. - 1901 (22 anos): teve um filho com Mileva que foi dado para adoção. - 1903: casamento com Mileva (católica).

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- 1905 (26 anos): Ano milagroso para Einstein. - Nasce o querido filho Hans (anotações no carrinho)

- Publicou 3 artigos científicos (Quantum, Efeito Fotoelétrico, Teoria da Relatividade Restrita).

- Artigo sobre Relatividade Restrita: completamente teórico, não há nenhum comentário ou citação bibliográfica.

9000 palavras em apenas 5 semanas. Foi considerado tão revolucionário quanto o Principia de Newton.

Relacionou matematicamente energia e massa (E = m . c²).

- 1909 (30 anos): contratado como professor de física na Universidade de Zurique e depois na Politécnica.

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Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth - 1915 (36 anos): Teoria da Relatividade Geral.

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1919 - Sir Arthur Eddington procurou evidências para testar a teoria da Relatividade Geral.

Expedições ao Brasil e à África.

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- 1921 (42 anos): eleito membro da Sociedade Real Inglesa.

Prêmio Nobel da Física (Efeito Fotoelétrico).

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Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth - 1925:

Palestras na América Latina (Argentina, Uruguai e Brasil)

- 1927 (48 anos):

começou desenvolver os fundamentos da Mecânica Quântica com o físico dinamarquês Niels Bohr.

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- 1928 (49 anos): Muda-se para os Estados Unidos após o partido nazista ter iniciado uma campanha contra a “ciência judia”.

- 1939 (60 anos): Estimula o presidente Roosevelt a desenvolver pesquisa nuclear para combater Hitler.

Projeto Manhattan – produção das primeiras armas atômicas do mundo. - 1952 (73 anos): Rejeita a proposta

de ser presidente de Israel.

- 1955: Uma semana antes de sua morte concorda em assinar o manifesto para o abandono das armas nucleares.

18 de abril: morre de ataque cardíaco aos 76 anos.

Ele dizia ter um pensamento abstrato e matemático, falta de imaginação e de habilidades práticas.

“A verdade de uma teoria está na mente, não nos olhos.”

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Fissão do

235

_U

235

_{U +}

1

_n

_→

140

_{Ba +}

93

_{Kr + 3}

1

_n

_{+ ΔE}

Para cada 1 g de

235

_U:

m

_REAGENTES

= 236,053 u

m

_PRODUTOS

= 235,869 u

Δm

= 0,78 mg = 0,78 . 10

-6

_Kg

E = m . c² (equivalência massa/energia)

ΔE

= Δm . c²

ΔE

= 0,78.10

-6

_{kg x (3.10}

8

_m/s)²

ΔE

= 0,78 . 9 . 10

-6+16

_{kg . m²/s²}

ΔE

= 7 x 10

10

_J

reação em cadeia

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Bomba Atômica de Fissão – “Litlle Boy”

Explosão equivalente a

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1905: Teoria da Relatividade Restrita ou Especial (Dilatação do tempo e contração do espaço).

1915: Einstein generalizou sua teoria incluindo a gravitação – Teoria da Relatividade Geral.

- O que Newton havia feito pelo entendimento da gravidade, Einstein fez pela nossa visão de espaço e tempo, mudando o curso da Física. - Newton dizia que o tempo é

absoluto e flui uniformemente sem relação a qualquer outra coisa externa.

- Newton (força de atração gravitacional vinculada à massa dos corpos).

- Einstein dizia que a velocidade da luz era absoluta.

- Para Einstein a gravidade é a curvatura do espaço tempo.

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Absoluto ou Relativo?

Uma grandeza física é absoluta quando sua medida independe do observador ou do referencial adotado.

Uma grandeza será relativa quando observadores diferentes, em referenciais distintos, medem diferentes valores para a mesma grandeza.

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Ex 1, p.45

_{Velocidade Relativa}

(velocidade com que um corpo “enxerga” outro)

V_B,A _{= VB-}_VA

VB,A é V de B vista de A (em relação a A)

Referência

VB,A = VC,A = VB-VA VC-VA = -80- 70 = -150 km/h = 60 – 70 = -10 km/h VA=70 km/h, VC = 60 km/h, VD=50 km/h, VB=-80 km/h

As medidas de velocidade são sempre relativas (pois dependem do observador ou do referencial adotado).

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De acordo com Einstein, a velocidade da luz é independente da velocidade da fonte. É uma grandeza absoluta (independe do observador).

Os Postulados de Einstein – Fundamento da Teoria da Relatividade Especial (Relatividade Restrita)

1) A luz deveria viajar com velocidade absoluta e constante de valor igual a c = 300.000 Km/s (medida por Fizeau em 1849)

2) O movimento absoluto uniforme (R = 0) não pode ser detectado, mas o acelerado pode. I_N P I_N P v = 0 O ponteiro da balança v ≠ 0 permite detectar aceleração

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Dilatação Temporal

Evento: algo que acontece numa dada posição num dado tempo

Evento estudado: a luz que pisca dentro de um trem em movimento (MRU)

h

v = ΔS_Δt

c = h ΔtB ΔtB = h_c Para Buzz (observador dentro):

espelho

vT

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Para Woody (observador de fora vendo o trem em movimento):

L : distância percorrida pela luz na ida (subida)

dT : distância percorrida pelo trem enquanto a luz subia

ΔtW : tempo de subida da luz _vT

h

L

dT

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Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth Pitágoras: L2= _dT2+ h2 c._ΔtW 2= _vT._ΔtW 2+ h2 c2._ΔtW2− _vT2._ΔtW2= h2 c2 − _vT2 ._ΔtW2= h2 ΔtW2 = h2_c₂₋ vT2 ΔtW = h2 c2−vT2 ΔtW = h c2−vT2 ΔtW = h c2−c2. vT 2 c2 ΔtW = h c2 1−vT 2 c2 ΔtW = h_c. 1 1−vT 2 c2 L dT ΔtW 2 h v = ΔS_Δt ΔS = v . Δt L = c . _ΔtW dT = _vT . _ΔtW

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ΔtW = h_c. 1 1−vT 2 c2 ΔtB = h_c ΔtW = _{ΔtB .} 1 1 − vT 2 c2 γ = 1 1 − vT 2 c2 ΔtW = _ΔtB . γ Tempo próprio

(medido dentro do trem) Tempo “dilatado”

(medido fora do trem)

Fator Relativístico

γ > 1 v < c

Pra quem está fora, a velocidade é tão alta que é como se o tempo não

acompanhasse. Ele flui mais lentamente.

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Como Woody vê o tamanho do trem?

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A partir de então, o tempo é a 4ª Dimensão.

c

= ΔS

_Δt

Dilatação do tempo e Contração do Espaço acontecem quando a velocidade do corpo é próxima à velocidade da luz.

Leis de Newton – baixas velocidades

Teorias de Einstein – altíssimas velocidades (n.c)

constante

ΔS e Δt

Se ajustam para garantir que a velocidade seja

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The fabric of the Cosmos- Brian Greene

Vídeo - Newton Einstein (de 9min20 a 20min55)

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O espaço-tempo é curvado pela presença de massas grandes.

Essa curvatura é o campo gravitacional.

Buraco negro: (acima de 25 M_S)

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Colégio Santa Cruz - Ensino Médio - Profª Beth Diâmetro do buraco negro

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