Teoria da relatividade especial de Einstein

A teoria da relatividade especial, criada por Albert Einstein em 1905, foi um dos marcos do sucesso do século xx, suas elucubrações e pensamentos, de fato mudaram o mundo, muitas pessoas sabem disso, porém não sabem porquê, bem tentarei explicar:

Einstein já havia ganho um prêmio Nobel pela descoberta do efeito fotoelétrico, o que lhe deu prestigío, e fama como um dos mais capacitados cientistas do mundo, mais então ele surpreendeu novamente, com o que foi chamado de postulado fundamental da relatividade, que consistia essêncialmente em dois postulados e muitas fórmulas, que revolucionaram o modo de entender o mundo.

A teoria da relatividade especial, foi baseada na teoria da ralatividade galileana (proveniente de Galileu Galilei), onde a posição de um corpo em relação a outro é x´=x-u.t; isso nos diz que a posição do corpo x´ em relação ao corpo x é igual a posição do corpo x menos u.t, que é igual a velocidade vezes tempo ou se preferir espaço percorrido(S), na relatividade galileana, a velocidade v´ do mesmo corpo é igual a v´= v-u, que corresponde a velocidade v´do corpo na posição x´ é igual a velocidade v do corpo na posição x menos a velocidade que foi usada para o corpo se locomover de x até x´.

Já na relatividade de Einstein, x´= γ . (x – ut); e v´= δ . (v – u), o γ (gama) e o δ (delta) são correspondente as transformações de lorentz que afirma que γ = 1 / √1 – u²/c² ou seja gama é igual a 1 dividido pela raiz quadrada de 1 menos velocidade ao quadrado sobre velocidade da luz ao quadrado (lembrando que a velocidade é dada em relação a velocidade da luz, por exemplo u= 0,14 c² ai quando vai divir, fik 0,14² pq o c² cancela-se com c²); enquanto δ = 1 / 1 – uv/c² ou seja, delta é igual a 1 dividido por 1 menos a velocidade de do corpo na posição x´(u) vezes a velocidade do corpo x (v) sobre a velocidade da luz ao quadrado.

A unica coisa que muda da relatividade galileana para a relatividade de Einstein, são o gama e o delta, lembrando que quando a velocidade u é igual a 0, gama e delta são igual a 1, por isso só á uma diferença considerável quando o corpo está a alta velocidade, que são chamadas velocidades relativisticas (são próximas a velocidade da luz no vácuo).

Então Einstein cria seus dois postulados:

• Primeiro postulado: As leis da física são idênticas em relação a qualquer referencial inercial.

• Segundo postulado: A velocidade da luz no vácuo (c) é uma constante universal. É a mesma em todos os sistemas inerciais de referência. Não depende do movimento da fonte de luz, e tem igual valor em todas as direções.

Observação: A velocidade da luz no vácuo é a velocidade limite do universo.

Além das equações da posição e da velocidade, Einstein cria também essas equações:

Contração do comprimento: (L= L´/ γ) ou (L=[√1- u²/c²]. L´)

• Sendo γ > 1 (γ só é igual a 1 quando u=0), resulta L

• A contração do comprimento só ocorre na direção do movimento;

• O comprimento medido no referencial em relação ao qual um objeto está em movimento é menor do que o comprimento medido no referencial em relação ao qual o objeto está em repouso.

Dilatação do tempo:

• Pelas expressões anteriores, ∆t´ é menor que ∆t pois γ>1 (γ só é igual a 1 quando u=0).

Composição relativística da velocidade: V= v´+u / 1 + v´u/c²

Massa e energia:

Massa: (m= γ. M₀) ou (m= m₀ / √1 – u²/c²)

Em que: m₀ é a massa de um corpo que está em repouso em relação a um sistema de referência inercial R (massa de repouso) e m é a massa do mesmo corpo quando se move com velocidade u, em relação a R.

Como γ>1 (γ só é igual a 1 quando u=0), decorrem m>m₀, isto é, a massa do corpo é maior quando está em movimento, do que quando está em repouso.

Energia relativística: A relação entre a energia própria E de um corpo e sua massa m é dada pela fórmula de Einstein: E = mc²

Energia cinética:

(Ec= E – E₀) que resulta em (Ec= mc² - m₀c²) igual a [Ec= m₀c² . (γ-1)]

Em que: E é a energia total; Ec a energia cinética e E₀ a energia de repouso.

Energia e quantidade de movimento:

E²=Q²c² + (m₀c²)² Para m₀=0: E= Q.c

Essas são as principais equações da relatividade restrita ou relatividade especial de Albert Einstein, que alteraram nossa forma de ver o mundo, e são esses postulados e equações que afirmam que não é possivel alcançar ou ultrapassar a velocidade da luz no vácuo (aproximadamente 300000 km/s, mas especificamente 299245,8 km/s.