Problemas de Mecânica Clássica


 
Tranformações de Lorentz
 
Transformações de Galileu
         Suponhamos dois sistemas de coordenadas K e K'.
   
       O ponto P pode ser descrito tanto pelo sistema K(X1, X2, X3), quanto pelo sistema K' (X'1, X'2, X'3). Consideremos então as coordenadas abaixo para o ponto P no intervalo de tempo [ 0, t ] nos referidos sistemas.
 
t = 0
t = t
X1= X'1
X1= X'1 + ut
X2= X'2
X2= X'2
X3= X'3
X3= X'3
t = 0
t = t'
   
         Estas transformações são as transformações galelianas de coordenadas. Derivando em relação ao tempo t, temos as velocidades,
   
   
   
   
  de X1 podemos concluir que,
   
   
   
         Ora não parece nada de anormal com este resultado. Mas quando u=c, ou seja, quando o ponto P move-se com a velocidade da luz temos,
   
   
   
         Algo parece estar errado pois o 2º postulado de Einstein diz que c = c'.
         Então, partindo do pressuposto de que o postulado é verdadeiro, vamos as correções para as coordenadas galileanas.
   
         Introduzindo constantes, a serem determinadas, nas coordenadas do ponto P.
   
   
   
   
   
   
  na origem X'1 = 0 então,
   
   
   
   
  reescrevendo X'1
   
   
   
         Imaginemos agora um pulso de luz na origem do sistema de coordenada K, teremos:
   
  em K:
   
(1)
   
  em K' :
   
(2)
   
  de (1) e (2),
   
   
   
   
     
  comparando com (1),
     
   
  escrevendo o sistema,
   
(3)
   
(4)
   
(5)
  de (4)    
   
(6)
  de (3) e (6)    
     
   
(7)
  de (5) e (7)    
     
     
     
     
   
(8)
  de (7) e (8)    
     
     
     
   
(9)
  de (6) e (9)    
     
  reescrevendo t'    
     
  e definindo,    
     
  chegamos as transformações de Lorentz,
   
Transformações de Lorentz
   
     
     
     
     
  Transformadas Inversas    
       
     
     
     
     
       
       
Postulados de Einstein (Relatividade Restrita)
   
  1º - As leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais; e
   
  2º - A velocidade da luz (no vácuo) é uma constante universal, independente de qualquer movimento relativo da fonte e do observador.
   
   
 
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Referência
Notas Prof. Dr. Otavio Socolowski Jr. (FURG)