Fisica - Scuola secondaria di secondo grado La relatività ristretta Traformazioni di Lorentz Le trasformazioni di Lorentz e quelle di Galileo

25. Cinematica e dinamica relativistiche

20 esercizi

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Fisica

Una sonda spaziale si sta avvicinando con velocità v = 0,1 c ad un pianeta e vi invia un segnale luminoso. Che velocità avrà il segnale per un osservatore sul pianeta?

A: 0,1 c

B: 0,9 c

C: 0,99 c

D: c

E: 1,1 c

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Fisica

L'intervallo ∆s tra due ________ è una quantità ________, cioè non dipende dal sistema di riferimento in cui si calcola il suo valore. Gli intervalli vengono classificati in base al ________ di ∆s².
Se ∆s² > 0 l'intervallo è di tipo ________ e tra i due eventi ________ esistere una connessione causale.
Se ∆s² = 0 l'intervallo è di tipo ________ e tra i due eventi può esistere una connessione causale solo se gli eventi sono l'emissione e l'assorbimento di un segnale.
Se ∆s² < 0 l'intervallo è di tipo ________ e tra i due eventi ________ esistere una connessione causale.

Posizionamento

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Fisica

Un'astronave si sta allontanando dalla Terra con velocità v_A = 0,05 c. Al suo interno si svolge un esperimento in cui vengono emesse delle particelle che viaggiano in direzione della Terra con velocità costante. Nel sistema di riferimento dell'astronave le particelle hanno una velocità v_P = 0,75 c. Quale velocità verrà rilevata sulla Terra?

A: 0,67 c

B: 0,70 c

C: 0,75 c

D: 0,77 c

E: 0,80 c

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Fisica

Un osservatore rileva due eventi separati da una distanza ∆x = 2,5 ∙ 10⁸ m in un intervallo di tempo ∆t = 1,5 s. Tra i due eventi ci può essere una connessione causale?

A: No perché sono separati da un intervallo di tipo spazio.

B: No perché sono separati da un intervallo di tipo tempo.

C: Sì perché sono separati da un intervallo di tipo spazio.

D: Sì perché sono separati da un intervallo di tipo tempo.

E: Sì se gli eventi sono l'emissione e l'assorbimento di un segnale perché sono separati da un intervallo di tipo luce.

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Quanta energia è necessaria ad accelerare un protone (m = l,7 · 10⁻²⁷ kg) da una situazione di quiete ad una velocità di 0,99 c?

A: 7,6 ∙ 10^–11 J

B: 7,6 ∙ 10^–10 J

C: 9,3 ∙ 10^–11 J

D: 9,3 ∙ 10^–10 J

E: Nessuna delle precedenti

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La lunghezza d'onda della luce monocromatica rossa è di circa 700 nm, mentre quella della luce monocromatica verde è di circa 550 nm. A che velocità si vedrebbe di colore verde una luce monocromatica che è stata emessa rossa viaggiando nella direzione della luce?

A: 0,24 c avvicinandosi alla luce

B: 0,24 c allontanandosi dalla luce

C: 0,79 c avvicinandosi alla luce

D: 0,79 c allontanandosi dalla luce

E: Nessuna delle precedenti

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Nel nucleo del Sole i processi di fusione nucleare generano energia dalla fusione di nuclei d'idrogeno per formare atomi di elio. L'energia emessa dal Sole è di circa 3,85 ∙ 10²⁶ J/s. Considerando che la massa del Sole è di 1,989 ∙ 10³⁰ kg, in quanto tempo il sole perderebbe lo 0,1% della sua massa?

A: 1,5 ∙ 10⁴ anni

B: 1,5 ∙ 10⁵ anni

C: 1,5 ∙ 10⁶ anni

D: 1,5 ∙ 10⁸ anni

E: 1,5 ∙ 10¹⁰ anni

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Fisica

Un protone (m_p = l,7 · 10⁻²⁷ kg, e = 1,6 · 10⁻¹⁹ C) emesso dal Sole sta viaggiando a velocità 0,65 c quando entra nel campo magnetico terrestre. Supponendo che la sua velocità sia perpendicolare alle linee del campo magnetico e che subisca un'accelerazione centripeta di 7,6 ∙ 10⁹ m/s², quanto è intenso il campo magnetico in quel punto?

A: 4,1 ∙ 10^–6 T

B: 5,5 ∙ 10^–6 T

C: 4,1 ∙ 10^–7 T

D: 5,5 ∙ 10^–7 T

E: Nessuna delle precedenti

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Fisica

La Galassia di Andromeda ci mostra un blue shift nel suo spettro circa dell'1 per mille, ovvero il rapporto tra frequenze osservate e frequenze emesse è 1,001. Supponendo che si stia muovendo nella nostra direzione, qual è la sua velocità?

A: Si avvicina con v = 0,001 c

B: Si avvicina con v = 0,01 c

C: Si avvicina con v = 0,1 c

D: Si allontana con v = 0,001 c

E: Si allontana con v = 0,01 c

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Fisica

Dalla Relatività Ristretta si ha:

A: la dilatazione dei tempi.

B: la contrazione delle lunghezze.

C: l'utilizzo delle trasformazioni di Lorentz al posto delle trasformazioni di Galileo.

D: la conservazione della carica.

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Sotto quali condizioni le trasformazioni di Galileo diventano un caso particolare delle trasformzaioni di Lorentz?

A: Velocità molto inferiori alla velocità della luce.

B: Sistemi non troppo estesi.

C: Solo nei moti traslatori uniformi a qualsiasi velocità.

D: Mai.

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Fisica

Due sistemi di riferimento sono in moto relativo uno rispetto all'altro.
È possibile che due eventi siano simultanei in entrambi i sistemi di riferimento?

A: Solo se i due eventi avvengono nello stesso punto.

B: Sempre.

C: Mai.

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Fisica

L'effetto doppler della luce:

A: E' diverso a livello di formule rispetto a quello del suono.

B: E' identico a quello del suono.

C: Non esiste.

D: E' identico a quello del suono in funzione della velocità dell'etere
rispetto alla terra.

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Fisica

La quantità di moto di un elettrone ultrarelativistico è:

A: mvγ

B: mv

C: nulla.

D: mv/c

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Quanto vale l'energia di una particella di massa m in quiete?

A: mc²

B: 0

C: mc

D: γ

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L'energia cinetica di una particella si può scrivere:

A: (γ−1)mc²

B: mc²

C: mv²/2

D: mvγ

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Fisica

In relatività la massa si conserva?

A: No, si conserva l'energia in quanto la massa di un corpo è una misura del suo contenuto d'energia.

B: Si, è un principio valido in qualsiasi ambito.

C: Si, ma solo a velocità ultrarelativistiche.

D: No, neanche in meccanica classica.

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Fisica

Il fotone ha massa nulla e quindi dalla formula
(γ−1)mc² deve avere energia nulla:
è così?

A: No, la sua energia è cp.

B: No, la sua energia è c.

C: Si, è così.

D: No, la sua energia è p.

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Fisica

Nella cinematica ________ le coordinate di un punto nei sistemi inerziali A e B in moto ________ con velocità v lungo x sono legate dalle relazioni, dette ________ di Lorentz.

Completamento aperto

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Fisica

Nella relatività ristretta
le leggi di trasformazione delle coordinate tra due sistemi di riferimento
si chiamano:

A: trasformazioni di Lorentz.

B: trasformazioni di Galileo.

C: trasformazioni di Fourier.

D: trasformazioni di Poincarè.

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