Fisica - Scuola secondaria di secondo grado La relatività ristretta Assiomi della teoria della relatività ristretta Principio di invarianza della luce

31. La teoria della relatività

20 esercizi

SVOLGI

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Fisica

Quale relazione esprime la quantità di moto relativistica di un corpo?

{\vec{p}}_{r} = \frac{1}{γ} m_{0} \vec{v}

{\vec{p}}_{r} = γ m_{0} \vec{v}

{\vec{p}}_{r} = (γ - 1) m_{0} \vec{v}

{\vec{p}}_{r} = (γ + 1) m_{0} \vec{v}

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Fisica

Un elettrone è in moto circolare uniforme con velocità di modulo v = 0,995c in un campo magnetico uniforme

\vec{B}

. Calcolando la sua velocità angolare con la formula classica, si otterrebbe un valore

A: circa 10 volte maggiore.

B: circa 100 volte maggiore.

C: circa 10 volte minore.

D: praticamente uguale.

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Fisica

In base agli assiomi della relatività ristretta, la velocità della luce c è la stessa in ogni direzione se:

A: l'etere ha una velocità trascurabile rispetto a quella della luce.

B: l'etere è fermo e la Terra è in moto.

C: la si misura da un sistema di riferimento inerziale.

D: l'etere e la Terra sono in moto relativo.

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Fisica

Due sonde spaziali S₁ e S₂ viaggiano parallele verso un pianeta a velocità pari rispettivamente a c/4 e c/3; quando si trovano affiancate emettono entrambe un raggio luminoso verso il pianeta. Quanto vale il rapporto fra i tempi T₁ e T₂ impiegati dai due raggi per raggiungere il pianeta?

A: 1

B: 3,4

C: 4/3

D: 3/4

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Fisica

Dalla testa di un treno in corsa si spara un colpo di pistola verso un bersaglio posto alla coda del treno. Nello stesso istante un proiettile è sparato dall'ultimo vagone verso un bersaglio posto in testa del treno.
Quale dei due proiettili raggiungerà per primo il rispettivo bersaglio?

A: Il proiettile sparato verso la testa del treno.

B: I proiettili raggiungeranno il rispettivo bersaglio simultaneamente.

C: Soltanto il proiettile esploso dalla testa del treno raggiunge il proprio bersaglio.

D: Il proiettile sparato verso la coda del treno.

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Fisica

Che cosa non varia in tutti i sistemi di riferimento inerziali, secondo il principio di relatività ristretta?

A: Le leggi e i principi dell'elettromagnetismo.

B: Le leggi della meccanica.

C: Le leggi e i principi della meccanica.

D: Le leggi e i principi della fisica.

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Fisica

Secondo il principio di invarianza di c nella relatività ristretta, la velocità della luce è ________ in tutti i sistemi di riferimento ________ indipendentemente dalla loro ________ e dalla sorgente di luce.
Il principio di relatività di ________ è una generalizzazione a tutta la fisica del principio di relatività di ________.

Posizionamento

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Fisica

Due sorgenti S₁ e S₂, che viaggiano a velocità costante, si trovano rispettivamente nell'origine e in un punto a distanza d dall'origine quando emettono luce simultaneamente una verso l'altra. A quale distanza dall'origine si incontreranno i due raggi di luce?

A: A una distanza inferiore a d/2, se le due sorgenti si stanno avvicinando tra loro.

B: A una distanza pari a d/2, ma soltanto se le velocità delle due sorgenti hanno verso concorde.

C: A una distanza superiore a d/2, se le due sorgenti si stanno allontanando tra loro.

D: A una distanza pari a d/2, in ogni caso.

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Fisica

A bordo di un'astronave, che è in moto nello spazio con velocità 3c/4 rispetto alla Terra, si misura tra due eventi un intervallo di tempo di 10 s.
Qual è l'intervallo tra gli stessi due eventi osservato dalla Terra?

A: 11,5 s

B: 15,1 s

C: 7,5 s

D: 10,4 s

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Fisica

La lunghezza propria di un segmento è quella misurata nel sistema di riferimento che rispetto al segmento:

A: è in quiete.

B: è inerziale e in moto relativo.

C: viaggia a una velocità trascurabile rispetto a quella della luce.

D: viaggia alla velocità della luce.

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Fisica

Un giocatore di golf colpisce una pallina di raggio 1,50 cm che deve entrare una buca di raggio 1,48 cm. Esiste un modo per far "entrare in buca" la pallina?

A: Sì, se la pallina viaggia a velocità costante.

B: No, in nessun caso.

C: Sì, ma soltanto per un osservatore solidale con la pallina che viaggi quasi alla velocità della luce.

D: Sì, se la pallina viaggia quasi alla velocità della luce.

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Fisica

A: Per un osservatore che viaggia quasi alla velocità della luce, il proprio orologio batte il tempo più lentamente.

B: Per un osservatore che viaggia quasi alla velocità della luce, il proprio orologio batte il tempo più rapidamente.

C: Per un osservatore che viaggia quasi alla velocità della luce rispetto a noi, un orologio a terra batte il tempo più lentamente.

D: Per un osservatore in quiete, un orologio che viaggia a 290 000 km/s batte il tempo più rapidamente.

Vero o falso

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Fisica

Dati due osservatori in moto relativo, tutte le lunghezze in direzione ________ alla direzione del moto rimangono ________ per entrambi.
Invece le lunghezze in direzione ________ alla direzione del moto risultano ________ per gli osservatori che le vedono ________.

Posizionamento

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Fisica

Un passeggero di un treno relativistico misura la lunghezza ________ del treno; per il capostazione che sta a terra la lunghezza del treno è ________.
Per il passeggero il transito nella stazione ha una durata ________ a quella misurata dal capostazione.

Completamento chiuso

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Fisica

Se volessimo ridurre la lunghezza misurata di una barra, che cosa potremmo fare?

A: Portarla con noi quando viaggiamo ad altissima velocità.

B: Osservarla da fermi mentre viaggia ad altissima velocità.

C: Misurarla mentre viaggiamo rispetto a essa ad altissima velocità.

D: È impossibile, la lunghezza di una sbarra non dipende dal suo stato di moto.

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Fisica

Quali tra le seguenti sono caratteristiche delle grandezze

β

γ

usate nella teoria della relatività?

β

γ

sono omogenee tra loro ma non alla velocità della luce c.

β

γ

sono grandezze omogenee alla velocità della luce c.

γ

ha un valore numerico minore di 1.

β

ha un valore numerico minore di 1.

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Fisica

Qual è la perdita di massa che produce un guadagno di energia di 1 kWh?

A: 4×10^–11 kg

B: (1/9)×10^–10 kg

C: 1 g

D: 4×10^–10 kg

Scelta multipla

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Fisica

Una particella con massa a riposo m₀ si muove a velocità v=c/4. Se la sua velocità raddoppia, di quale fattore aumenterà la sua energia totale relativistica?

2 \sqrt{2} / \sqrt{3}

B: 2

\sqrt{5} / 2

D: 4

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Fisica

Una particella dotata di massa viaggia a velocità c/2: è possibile accelerarla in modo tale che la sua quantità di moto diventi il doppio di quella iniziale?

A: No, perché la quantità di moto si conserva.

B: Sì. Poiché il coefficiente di dilatazione aumenta all'aumentare della velocità, non è necessario accelerare la particella fino alla velocità c.

C: No, perché la particella dovrebbe viaggiare alla velocità della luce.

D: Non è possibile rispondere per insufficienza di dati.

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Fisica

Abbiamo una torcia puntata verso uno specchio posto di fronte a noi, a qualche decina di metri di distanza, e misuriamo l'intervallo di tempo fra l'accensione della torcia e la visione della luce riflessa.

A: Se iniziamo a camminare verso lo specchio, l'intervallo di tempo fra l'accensione della torcia e la visione del riflesso si riduce.

B: Se iniziamo a camminare verso lo specchio, i fotoni arrivano sulla nostra retina con velocità maggiore.

Vero o falso

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