Title: 1- Problema? Que problema?
Course: Construção do conceito de Relatividade > Section: Um problema na Física?

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Tem algo constante...

Ao analisarmos a história da ciência, percebemos que no final do século XIX os fenômenos da natureza contavam com alguns conjuntos de teorias da Física importantíssimos para suas explicações. Por exemplo:

- A mecânica clássica, que congrega as ideias de Galileu, Newton e diversos outros físicos a respeito dos movimentos das coisas;

- O eletromagnetismo, que reunia as ideias de Coulomb, Faraday, Lenz, Maxwell e tantos outros físicos a respeito da interação de cargas elétricas e suas implicações. Um resultado importante deste conjunto teórico é o valor experimentalmente verificado para a velocidade da luz no vácuo: c = 299.792,0 km/s, para facilitar nossos cálculos posteriormente usaremos a aproximação de c = 300.000,0 km/s.

Porém, algo estava intrigando a comunidade científica da época. Vamos tentar esclarecer:

Imagine que uma pessoa esteja apontando o feixe luminoso azul de uma lanterna para a parede de um vagão de trem. Este trem desloca-se com uma velocidade de 30 km/s no sentido contrário ao sentido do feixe de luz. (Ok, exagerei no valor para a velocidade do trem. Para se ter uma ideia, 30 km/s é a velocidade orbital média da Terra em torno do Sol... )

Pergunta

Você se lembra das transformações de velocidade de Galileu vistas anteriormente? De acordo com a visão da Física clássica, qual o valor para a velocidade da luz que sai da lanterna quando medida pelos observadores posicionados em S? Dê sua resposta em km/s

- 299970,0
Feedback: Exato, pelas transformações de Galileu, basta somar as velocidades para descobrir qual é a velocidade relativa.
- 300000,0
Feedback: Tente lembrar de como calculávamos a velocidade relativa de objetos de acordo com o princípio da relatividade de Galileu
- 300030,0
Feedback: Assista novamente este vídeo e tente responder novamente:

A busca pelo Éter

Pela visão clássica da Física, os observadores posicionados em S mediriam uma velocidade de propagação da luz igual a 299.970,0 km/s. Mas...

Assista o vídeo abaixo:

Por mais sofisticados que os experimentos eram concebidos, a exemplo do experimento de Michelson e Morley, os Físicos jamais perceberam qualquer variação da velocidade da luz em relação ao suposto Éter.

A Física estava posta diante de um dilema: Ou o princípio da relatividade de Galileu estava equivocado, ou as leis do eletromagnetismo (aquelas que preveem o valor da velocidade da luz) não estavam completamente corretas.

Façam suas apostas....

A conclusão

Qualquer que seja o experimento realizado com o objetivo de comparar a velocidade de propagação da luz em relação a diferentes referenciais, este irá revelar que a luz se propaga com velocidade contante e igual a "c" em relação a qualquer referencial inercial. Não importa como estes referenciais movem-se uns em relação aos outros, desde que sejam inerciais, a velocidade da luz será medida sempre com o mesmo valor.

Observe a figura abaixo:

A ciclista, mesmo movendo-se com velocidade relativa em relação aos dois sujeitos que a iluminam, percebe que os feixes luz provenientes de ambas as lanternas propagam-se em direção a ela com a MESMA velocidade.

Lembra da questão anterior? Aquela da pessoa com uma lanterna ligada dentro do trem?

Pois é, por mais que pareça contra intuitivo, tanto a pessoa que viaja junto da lanterna dentro do trem quanto as pessoas que estão fora, em repouso em relação a S, todas elas, caso medissem a velocidade daquele feixe de luz, encontrariam o mesmo valor.

Para a Física clássica, isto era muito contraditório. E para você?

No início do século XX, por mais elaborados e precisos que os experimentos eram realizados, a velocidade de propagação da luz continuava mostrando-se como algo invariante. Este problema para a Física da época precisava ser solucionado.

A solução

Albert Einstein, no início do século XX, era um jovem físico que teve dificuldades de inserção no universo acadêmico da época. Devido a sua fama durante os anos de universidade, Einstein não conseguiu um emprego de professor em alguma universidade e pôs-se a trabalhar em um escritório de patentes. Lá, teve tempo para trabalhar e matutar sobre a Física.

 Por volta de 1905, sem estar ligado a nenhuma universidade, Einstein publica cinco artigos, dentre os quais destaco o seguinte: "Zur Elektrodynamik bewegter körper" (Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento). Nele

Obviamente Einstein não chegou a esta conclusão da noite para o dia. Porém, esta simples ideia, embasada em diversas observações experimentais, foi capaz de abalar alguns dos pilares nos quais a Física estava alicerçada a muito tempo. Veremos, a partir de agora, uma REVOLUÇÃO na Física.