Fisica - Scuola secondaria di secondo gradoLa relatività ristrettaAssiomi della teoria della relatività ristrettaPrincipio di invarianza della luce

La relatività del tempo e dello spazio

20 esercizi
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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 che 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

Nella relatività ristretta ß è il prodotto tra il modulo della velocità di un oggetto o di un sistema e la velocità della luce.
Perciò ß ha le dimensioni di una velocità e per i corpi dotati di massa è sempre maggiore di 1.
Il coefficiente di dilatazione γ è il numero puro, sempre minore di 1, definito come 1/√(1- ß²).
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Fisica

A bordo di un'astronave, che è in moto nello spazio con velocità 3/4 c 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.
Scelta multipla
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Fisica

A: Le trasformazioni di Lorentz sono equivalenti a quelle di Galileo.
B: Le trasformazioni di Galileo sono un caso particolare di quelle di Lorentz.
C: Le trasformazioni di Galileo valgono soltanto per i sistemi di riferimento inerziali, mentre quelle di Lorentz valgono sempre.
D: Le trasformazioni di Lorentz non valgono per velocità basse rispetto a quelle dalla luce.
Vero o falso
2

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Fisica

Nel sistema di riferimento S un punto materiale che all'istante t = 0 s si trova nell'origine, viaggia lungo le x positive con velocità u=0,8 c e giunge nel punto P = ( 0,8 ct, t). Un sistema di riferimento S' viaggia verso sinistra con velocità 0,9 c. Quali sono le coordinate del punto P nel sistema di riferimento S'?
A: P' = (3,9 t; 0,6 ct)
B: P' = ( 0,2 ct; 0,6t)
C: P' = (3,9 ct; 3,9 t)
D: P' = ( 0,2 ct; 3,9 t)
Scelta multipla
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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
2

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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 ß e γ usate nella teoria della relatività?
A: ß e γ sono omogenee tra loro ma non alla velocità della luce c.
B: ß e γ sono grandezze omogenee alla velocità della luce c.
C: γ ha un valore numerico minore di 1.
D: ß ha un valore numerico minore di 1.
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Fisica

Una sorgente emette luce di frequenza f. A quale velocità si deve allontanare da essa un osservatore per registrare una frequenza 0,1 f ?
A: 99/101 c
B: 9/11 c
C: (1/√10) c
D: 0,1 c
Scelta multipla
3

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Fisica

A: z (il redshift) è una grandezza dimensionale.
B: Se osservatore e sorgente si avvicinano tra loro, la frequenza rilevata è maggiore di quella emessa e quindi z (il redshift) è minore di zero.
C: Se osservatore e sorgente si allontanano tra loro, la frequenza rilevata è minore di quella emessa e quindi z (il redshift) è maggiore di zero.
D: Se la sorgente e l'osservatore si avvicinano tra loro, la frequenza rilevata è pari a quella emessa moltiplicata per la radice quadrata del rapporto (1-ß)/(1+ß).
Vero o falso
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Fisica

Anche la luce, come tutte le altre onde, presenta l'effetto Doppler.
A: Poiché non esiste un mezzo materiale necessario alla luce per propagarsi nel vuoto, i sistemi di riferimento "sorgente ferma-osservatore in moto" e "sorgente in moto-osservatore fermo" sono equivalenti, quindi la formula che si ottiene in un caso è valida anche nell'altro.
B: L'effetto Doppler relativistico è molto utile per valutare la velocità dei corpi celesti luminosi, ma non può dirci nulla sul verso di tale velocità.
Vero o falso
2

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