Ejercicios de fisica

TAREA 3 DE FISICA GENERAL Fecha de entrega 9-11-11

Nota: para propósitos de comparación con sus respuestas, se proporcionan las respuestas a todos los problemas (excepto problemas 3 y 5).1. Pedro y Luis son gemelos. Supóngase que Pedro hace un viaje en una nave espacial que se desplaza con una rapidez constante v a un planeta que está a unos 3 años luz de distancia (medida porLuis que permanece en la tierra). Cuando llega al planeta la nave de Pedro da media vuelta rápidamente y regresa con la misma rapidez. Si se sabe que cuando los gemelos se encuentran de nueva cuenta alcabo de un viaje completo Pedro es 2 años más joven que Luis, calcule la velocidad v de la nave en la que viajó Pedro. Sugerencia: Escale apropiadamente las distancias a años luz (tome 1 año luz dedistancia = c, 2 año luz de distancia = 2c, etc.). R. v=0.6 c.

2. Un astronauta desea ir a una estrella situada a cinco años luz. Calcular la velocidad de su cohete respecto a latierra de modo que el tiempo, medido por el reloj del astronauta, sea un año luz. ¿Cuál será el tiempo registrado para esta misión por un observador terrestre? Sugerencia: use la misma sugerencia delproblema 1. R. v=0.9806 c, 5.1 años.

3. Los siguientes gráficos que aparecen en la Fig. 1 son elaboradas y medidas por un observador situado en la tierra. ¿Cómo serían vistas estas figuras por unastronauta que se desplaza en dirección horizontal a una velocidad de 0.8c?

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Figura 1.

4. Un protón, cuya masaen reposo es 1.67 X 10-27 kg, recorre el interior de un acelerador de 1 km de largo con una rapidez promedio de 0.98 c.
a) Desde el marco de referencia del electrón, ¿cuál es la longitud delacelerador? R. 199 m.
b) Desde el marco de referencia del electrón, ¿cuánto tiempo le toma efectuar el recorrido? R. 0.68 μs.
c) ¿Cuál es la energía en reposo, la energía total...