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UNIRV - 2026-2 - Questão 8

Física - 14 - FÍSICA MODERNA

Banca

UNIRV

Tipo

Múltipla Escolha

Nível

Fácil

Origem

UNIRV

Enunciado

Resolva a questão, teste seu gabarito e consulte uma pista por vez.

PARA AUXILIAR A NAVEGACAO DE ROVERS E FUTURAS MISSOES TRIPULADAS, UMA AGENCIA ESPACIAL PROPOE A CRIACAO DE UM SISTEMA DE POSICIONAMENTO MARCIANO (SPM), COMPOSTO POR SATELITES NA ORBITA DE MARTE. ASSIM COMO OCORRE NO SISTEMA GPS TERRESTRE, OS RELOGIOS ATOMICOS A BORDO DESSES SATELITES ESTAO SUJEITOS AOS EFEITOS PREVISTOS PELA TEORIA DA RELATIVIDADE DE EINSTEIN, QUANDO COMPARADOS A RELOGIOS IDENTICOS NA SUPERFICIE DO PLANETA VERMELHO. O MOVIMENTO ORBITAL DOS SATELITES (RELATIVIDADE RESTRITA) INDUZ UMA DILATACAO TEMPORAL, FAZENDO COM QUE SEUS RELOGIOS SE ATRASEM EM 5 \MUS (MICROSSEGUNDOS) A CADA DIA MARCIANO. EM CONTRAPARTIDA, A MENOR INTENSIDADE DO CAMPO GRAVITACIONAL NA ALTITUDE DA ORBITA (RELATIVIDADE GERAL) FAZ COM QUE OS RELOGIOS SE ADIANTEM EM 30 \MUS A CADA DIA MARCIANO. O SISTEMA DE POSICIONAMENTO CALCULA DISTANCIAS COM BASE NO TEMPO DE VIAGEM DOS SINAIS DE RADIO, QUE SE PROPAGAM A VELOCIDADE DA LUZ (C = 3 X 10^8 M/S).
CONSIDERANDO QUE OS RELOGIOS DOS SATELITES NAO RECEBAM NENHUMA CALIBRACAO PREVIA EM SOLO PARA COMPENSAR OS EFEITOS RELATIVISTICOS DESCRITOS, ASSINALE A ALTERNATIVA QUE INDICA CORRETAMENTE O SALDO TEMPORAL DIARIO DO RELOGIO EM ORBITA (EM RELACAO A SUPERFICIE) E O RESPECTIVO ERRO DE DISTANCIA ACUMULADO NO CALCULO DE POSICAO AO FINAL DE UM DIA MARCIANO.
\BEGIN{ENUMERATE}[LABEL=\PROTECT\CIRCLED{\ALPH*}, ITEMSEP=1.5EX]
\ITEM O RELOGIO ADIANTA 25 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 7,5 KM.
\ITEM O RELOGIO ATRASA 25 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 7,5 KM.
\ITEM O RELOGIO ADIANTA 35 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 10,5 KM.
\ITEM O RELOGIO ATRASA 35 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 10,5 KM.
\ITEM O RELOGIO ADIANTA 30 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 9,0 KM.
\END{ENUMERATE}

PARA AUXILIAR A NAVEGACAO DE ROVERS E FUTURAS MISSOES TRIPULADAS, UMA AGENCIA ESPACIAL PROPOE A CRIACAO DE UM SISTEMA DE POSICIONAMENTO MARCIANO (SPM), COMPOSTO POR SATELITES NA ORBITA DE MARTE. ASSIM COMO OCORRE NO SISTEMA GPS TERRESTRE, OS RELOGIOS ATOMICOS A BORDO DESSES SATELITES ESTAO SUJEITOS AOS EFEITOS PREVISTOS PELA TEORIA DA RELATIVIDADE DE EINSTEIN, QUANDO COMPARADOS A RELOGIOS IDENTICOS NA SUPERFICIE DO PLANETA VERMELHO. O MOVIMENTO ORBITAL DOS SATELITES (RELATIVIDADE RESTRITA) INDUZ UMA DILATACAO TEMPORAL, FAZENDO COM QUE SEUS RELOGIOS SE ATRASEM EM 5 \MUS (MICROSSEGUNDOS) A CADA DIA MARCIANO. EM CONTRAPARTIDA, A MENOR INTENSIDADE DO CAMPO GRAVITACIONAL NA ALTITUDE DA ORBITA (RELATIVIDADE GERAL) FAZ COM QUE OS RELOGIOS SE ADIANTEM EM 30 \MUS A CADA DIA MARCIANO. O SISTEMA DE POSICIONAMENTO CALCULA DISTANCIAS COM BASE NO TEMPO DE VIAGEM DOS SINAIS DE RADIO, QUE SE PROPAGAM A VELOCIDADE DA LUZ (C = 3 X 10^8 M/S). CONSIDERANDO QUE OS RELOGIOS DOS SATELITES NAO RECEBAM NENHUMA CALIBRACAO PREVIA EM SOLO PARA COMPENSAR OS EFEITOS RELATIVISTICOS DESCRITOS, ASSINALE A ALTERNATIVA QUE INDICA CORRETAMENTE O SALDO TEMPORAL DIARIO DO RELOGIO EM ORBITA (EM RELACAO A SUPERFICIE) E O RESPECTIVO ERRO DE DISTANCIA ACUMULADO NO CALCULO DE POSICAO AO FINAL DE UM DIA MARCIANO. \BEGIN{ENUMERATE}[LABEL=\PROTECT\CIRCLED{\ALPH*}, ITEMSEP=1.5EX] \ITEM O RELOGIO ADIANTA 25 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 7,5 KM. \ITEM O RELOGIO ATRASA 25 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 7,5 KM. \ITEM O RELOGIO ADIANTA 35 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 10,5 KM. \ITEM O RELOGIO ATRASA 35 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 10,5 KM. \ITEM O RELOGIO ADIANTA 30 \MUS, GERANDO UM ERRO DE POSICIONAMENTO DE 9,0 KM. \END{ENUMERATE}

Resolução em vídeo

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Dicas

Uma pista de cada vez

1/6v

Use as dicas depois de tentar resolver por conta propria. Elas foram pensadas para destravar seu raciocinio sem entregar tudo de uma vez.

Analise os dois efeitos relativísticos mencionados no texto para determinar o comportamento do relógio. Observe que o movimento orbital (Relatividade Restrita) causa um atraso de 5 µs por dia, enquanto a menor intensidade do campo gravitacional na altitude da órbita (Relatividade Geral) causa um adianto de 30 µs por dia.