Física moderna

Contração de comprimento em β = 0,9

β alto encurta L = L₀/γ e aumenta m = γ m₀ nas leituras.

Contração de comprimento em β = 0,9 — simulação interativa de Física moderna. β alto encurta L = L₀/γ e aumenta m = γ m₀ nas leituras. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Contração de comprimento

β alto encurta L = L₀/γ e eleva m = γ m₀ nas leituras.

β alto encurta L = L₀/γ e eleva m = γ m₀ nas leituras.

• L = L₀/γ
• Ao longo do movimento

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Um foguete de medidor 10 passa por você em alta velocidade. Você mede seu comprimento exatamente como 10 metros, maior ou menor que isso?

Previsões para pesar

• Os mesmos 10 metros — o comprimento não depende do movimento relativo.
• Mais longo que 10 metros.
• Mais curto - o comprimento de um objeto ao longo de sua direção de movimento parece contraído para um observador por quem ele está passando.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Fração de velocidade β = v/c

O que você mede:

• Fator de Lorentz γ
• Comprimento contraído L (m)

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição do foguete de contração de comprimento e pressione Redefinir. O comprimento adequado do foguete (estrutura de repouso) é fixado em 10 m; sua velocidade é β = 0.9.
2. Habilite o fator de Lorentz e as leituras de comprimento contraído.
3. Defina a velocidade do foguete para cada tentativa e registre seu comprimento contraído medido a partir do seu quadro (estacionário).

Equação governante

Contração de comprimento — L = L₀/γ

O comprimento de um objeto medido ao longo de sua direção de movimento, visto por um observador estacionário, é contraído de seu comprimento próprio (quadro de repouso): L = L_proper/γ, onde γ = 1/√(1 − β²) ≥ 1.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule γ = 1/√(1 − β²), então L = L_proper/γ usando o comprimento adequado 10 m. Compare ambos com a tabela.
• Explique por que a contração do comprimento afeta apenas a dimensão AO LONGO da direção do movimento - a largura e a altura de um foguete (perpendicular à sua velocidade) permanecem inalteradas, apenas seu comprimento diminui.

Onde isso aparece além do laboratório

• Assim como a dilatação do tempo, a contração do comprimento é simétrica: a partir do próprio referencial do piloto do foguete, é a Terra (e tudo o que nela há) que parece contraída ao longo da direção do movimento relativo, enquanto o próprio foguete mede seu comprimento normal 10 m. Explique por que isso não é uma contradição.
• O foguete deste experimento movendo-se em β = 0.9 tem γ ≈ 2.29 - o que significa que seu comprimento é comprimido por esse fator E, se carregasse um relógio, esse relógio funcionaria correspondentemente lento (dilatação do tempo) pelo mesmo fator. Explique por que a dilatação do tempo e a contração do comprimento são na verdade duas faces da mesma geometria do espaço-tempo subjacente.

• AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
• IB Physics — A.5 Galilean and special relativity
• General High School Physics — Modern physics intro
• NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light

1. Bem-vindo ao foguete e contração de comprimento
2. Selecione a montagem de relatividade
3. Pressione Reproduzir
4. Encurtado ao longo do movimento
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Baixe a planilha do laboratório →

Relatividade Restrita: Dilatação do Tempo