Física Relativista

a) Determina la masa y la cantidad de movimiento de un protón cuando se mueve con una velocidad de .
b) Calcula el aumento de energía necesario para que el protón del apartado anterior cambie su velocidad de: a .
Masa del protón en reposo: ; velocidad de la luz en el vacío: .

Dos partículas iguales, de 3 g de masa en reposo, chocan a una velocidad de «0.8 c» y quedan reducidas a una única masa en reposo. Calcula:
a) Su masa relativista antes del choque.
b) La energía cinética de las dos partículas antes del choque.
c) La masa final.

Una nave espacial cuya masa en reposo es de 5 000 kg acelera hasta una velocidad igual a «0.9 c». Calcula el incremento de masa de la nave y la energía que se le ha suministrado.

Una partícula de 1 mg de masa es acelerada desde el reposo hasta que alcanza una velocidad v = 0.6 c, siendo «c» la velocidad de la luz en el vacío. Determina:
a) La masa de la partícula cuando se mueve a la velocidad v.
b) La energía que ha sido necesario suministrar a la partícula para que esta alcance dicha velocidad v.
Dato:

La energía en reposo de un electrón es 0.511 MeV. Si el electrón se mueve con una velocidad v = 0.8 c, siendo «c» la velocidad de la luz en el vacío:
a) ¿Cuál es la masa relativista del electrón para esta velocidad?
b) ¿Cuál es la energía relativista total?
Datos: ; .

Justifica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones, según la teoría de la relatividad especial:
a) La masa de un cuerpo con velocidad «v» respecto de un observador es menor que su masa en reposo.
b) La energía de enlace del núcleo atómico es proporcional al defecto de masa nuclear .

Un electrón relativista ha llegado a adquirir una energía cinética equivalente a la energía de un fotón de de longitud de onda en el vacío. Calcula:
a) La energía cinética del electrón, en eV.
b) La velocidad del electrón.
Datos: ; ; ; .

Un meteorito cuya masa en reposo es de 270 kg se acerca al Sol a una velocidad que es el de la velocidad de la luz. Calcula:
a) La masa del meteorito visto desde el Sol.
b) Su masa propia.
c) La velocidad a la cual su masa parecería el doble de la masa en reposo.

Un operario se encarga de medir la longitud de la pista de despegue que utiliza la NASA para enviar naves al espacio exterior obteniendo una distancia de 3 000 m:
a) ¿Cuál es la medida de la pista que mide un astronauta que se encuentra viajando cerca de la tierra con una rapidez de ?
b) ¿Cuánto es el intervalo de tiempo que se demora en la medida de extremo a extremo de la pista?
c) ¿Qué sucede si la nave se queda estática para la medición de la pista?

¿Para qué velocidad la cantidad de movimiento relativista de una partícula es mayor que el resultado obtenido a partir de la cantidad de movimiento newtoniana?