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Departamento de Física y Química FÍSICA RELATIVISTA 1º.- Un observador está de pie en una esquina y un amigo suyo pasa conduciendo un automóvil por delante de él. Ambos anotan los tiempos en que el coche pasa por dos cruces de calles diferentes. Cada uno de ellos determina en reloj las lecturas de tiempo que transcurren entre ambos sucesos. ¿Cuál de ellos ha determinad el intervalo de tiempo propio? 2º.- Si una varilla de 1.5 m de longitud para un observador en reposo, viajase con la rapidez de v= 0.7 c, siendo su velocidad paralela a la regla, ¿qué longitud mediría el observador en reposo? ¿Cuánto tiempo tardaría la varilla en pasar por delante del observador? 3º.- Dos gemelos A y B tienen 20 años de edad. El gemelo B va y vuelve a una estrella que se encuentra a 10 añosluz de la Tierra, con una velocidad v= 0.99 c ¿Cuáles serán las edades de los gemelos cuando termine el viaje de este último? 4º.- La distancia desde la Tierra hasta la estrella Sirius, supuesta en reposo, es de 8.8 10 16 m. Suponiendo que en un instante t = 0, un astrónomo ve pasar un astronauta en una nave espacial junto a la Tierra y dirigiéndose a Sirius con una velocidad v = 0.995 c, ¿Cuánto habrá envejecido el astrónomo cuando el astronauta llegue a Sirius? ¿Cuánto habrá envejecido el astronauta cuando haya llegado a Sirius? 5.- Imagine dos astronautas que se dirigen a la estrella Rigel, en la constelación de Orión. La rapidez de A es v A = 0.5c y la rapidez de B es vB= 0.1c. Con ayuda de un sistema óptico A y B miden la velocidad de la luz en el interior de la nave espacial. ¿Qué resultados encuentran A y B? ¿Con qué rapidez ven pasar la luz de la estrella junto a su nave? VA VB 6º.- Determine la vida media, medida en un laboratorio, de un muón que se mueve con una velocidad de 0,6c respecto al laboratorio, si su vida media en reposo es de 2 10 -6s. 7º.- La masa en reposo de un protón es de 1.67 10 -27 kg. Un acelerador de protones es capaz de comunicar a cada protón la energía de 10-9 J. Calcule la masa, la energía cinética y el momento lineal de cada protón. 8º.- ¿Cuál debería ser la velocidad de una nave espacial respecto a la Tierra para que un observador situado en la Tierra mida que su longitud es la mitad de lo que mide un observador situado en la nave espacial? ¿Cuál será la energía cinética de la nave si su masa en reposo es de 5000 kg? 9º.- Una nave espacial que se acerca a la Tierra a una velocidad de v= 2.2 10 8 m s-1 emite un rayo láser con una velocidad 3 108 m s-1 respecto a la nave. ¿Cuál es la velocidad que mediría un observador en Tierra para el rayo láser y por qué? 10º.- Compare la masa del núcleo de Helio, mHe = 4.001507 u, con la de sus nucleones. ¿Qué conclusiones se pueden sacar teniendo en cuenta los postulados relativistas? Datos: mp = 1.007276 u; mn= 1.0086665 u. Dato: 1 u = 931 MeV 11º.- ¿Qué velocidad debe tener una partícula para que su masa sea 5 veces su masa en reposo? Física 2º de Bachillerato
