Em um experimento, dois relógios atômicos idênticos são sincronizados antes de uma viagem. Um deles permanece…

Questão

Em um experimento, dois relógios atômicos idênticos são sincronizados antes de uma viagem. Um deles permanece na estação, enquanto o outro viaja em um trem com velocidade constante igual a 0,80c, em que c representa a velocidade da luz no vácuo. Após o retorno do trem, os relógios são comparados no mesmo local. O relógio que viajou registra um intervalo de tempo menor que o relógio da estação. Os instrumentos foram testados antes e depois do experimento, e os efeitos do atraso na transmissão dos sinais foram corrigidos. Com base no texto, qual conceito da Física explica a diferença registrada entre os dois relógios?

1. A) O relógio da estação registra menor intervalo de tempo, pois permaneceu em repouso durante a viagem.
2. B) A diferença resulta apenas do atraso dos sinais, mesmo após a correção realizada no experimento.
3. C) O tempo depende do referencial, e o relógio em movimento registra menor intervalo de tempo nesse experimento.
4. D) A diferença é causada pela aceleração inicial do trem, que altera permanentemente o funcionamento dos relógios.
5. E) O relógio que viajou apresentou defeito, pois relógios idênticos devem sempre marcar o mesmo tempo.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. O enunciado descreve um relógio que viaja a 0,80c e outro que permanece na estação. Ao se reencontrarem, o relógio que viajou marcou menos tempo.
2. Isso é dilatação temporal, previsto pela Relatividade Restrita de Einstein. O intervalo de tempo depende do referencial, e o relógio em movimento em relação à estação registra menor intervalo.
3. Quantitativamente, o fator de Lorentz para 0,80c é 1 dividido por raiz de (1 - 0,64), que é 1 dividido por 0,6, aproximadamente 1,67. Assim, o intervalo medido no relógio viajante equivale a cerca de 0,6 do intervalo medido na estação.
4. A alternativa A está errada porque inverte a conclusão: o relógio da estação é que marca o maior intervalo, e a comparação depende do referencial adotado.
5. A alternativa B está errada porque o próprio enunciado diz que os efeitos do atraso na transmissão dos sinais foram corrigidos, logo a diferença não é instrumental.
6. A alternativa D está errada porque o efeito depende da velocidade constante e não de uma aceleração inicial; durante o movimento uniforme a dilatação continua existindo sem alterar permanentemente o funcionamento do relógio.
7. A alternativa E está errada porque os instrumentos foram testados antes e depois do experimento e funcionaram corretamente; a diferença é prevista pela teoria, não por defeito.
8. Portanto a alternativa C é a correta, coincidindo com o gabarito oficial.

💡 Dica: Considere os princípios da relatividade.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Você já notou que os relógios a bordo dos satélites GPS marcam o tempo de forma ligeiramente diferente dos relógios no…
• Em uma viagem de trem a alta velocidade, um passageiro observa que seu relógio demora mais para marcar uma hora em…
• Ao observar um relógio em movimento a 0,5c, um cientista percebe que ele atrasa em relação ao seu relógio em repouso…
• Um professor de Física realiza uma experiência para ilustrar a dilatação do tempo usando relógios atômicos em aviões. Ao…
• Em uma missão espacial, um relógio instalado em um satélite se desloca com velocidade constante de 3,0 × 10^4 m/s em…
• Um experimento mostra que um relógio em movimento atrasa em relação a um relógio parado. Qual a consequência disso na…

Todas as questões de Movimentos e Interações Gravitacionais