Calculadora de contração do comprimento

Calcule a contração relativística do comprimento a partir do comprimento próprio e da velocidade relativa usando a equação da relatividade especial de Einstein.

Contração relativística do comprimento
Informe um comprimento medido em repouso e uma velocidade relativa ao observador inferior à velocidade da luz.

Sobre a contração do comprimento

A contração do comprimento é uma consequência da relatividade especial: um objeto em movimento em relação a um observador é medido como mais curto na direção do movimento. O comprimento próprio do objeto, geralmente representado por L0, é o comprimento medido no referencial em que o objeto está em repouso. Um observador que vê esse objeto se mover com velocidade v mede L = L0 multiplicado pela raiz quadrada de 1 menos a razão entre v ao quadrado e c ao quadrado. Aqui, c é a velocidade da luz no vácuo, exatamente 299,792,458 metros por segundo. O termo da raiz quadrada é o inverso do fator de Lorentz e às vezes é chamado de fator de contração. Em velocidades comuns, ele é extremamente próximo de um. Por isso, carros, aviões e até espaçonaves que viajam nas velocidades alcançáveis com a tecnologia atual não apresentam um encurtamento mensurável na prática. A 80 por cento da velocidade da luz, o fator é 0.6, o que significa que uma espaçonave com comprimento próprio de 100 metros é medida como tendo apenas 60 metros por um observador em repouso. À medida que a velocidade se aproxima da velocidade da luz, o fator tende a zero, embora um objeto com massa nunca possa realmente atingir a velocidade da luz. A contração ocorre apenas na direção paralela ao movimento relativo. A largura e a altura perpendiculares à direção do deslocamento não mudam. O efeito também depende do referencial, e não representa um esmagamento físico do objeto. Os passageiros que se movem junto com uma espaçonave continuam medindo seu comprimento próprio normal, enquanto um observador na Terra mede o valor contraído. Ao mesmo tempo, cada referencial determina de maneira diferente quais eventos distantes ocorrem simultaneamente. Essa relatividade da simultaneidade é essencial para entender por que as observações são consistentes entre si. Use esta calculadora com unidades SI compatíveis: comprimento próprio em metros e velocidade em metros por segundo. O resultado sai diretamente em metros. Se o comprimento estiver em quilômetros ou centímetros, o valor numérico do fator de contração permanece o mesmo. Assim, após aplicar o fator, o resultado pode ser interpretado na unidade de comprimento original. A calculadora rejeita velocidades iguais ou superiores à da luz, pois a equação deixaria de fornecer um resultado real para o referencial inercial de um objeto com massa. A contração do comprimento é importante na física de aceleradores, nos estudos de raios cósmicos e em experimentos mentais sobre viagens em alta velocidade. Partículas instáveis que se movem rapidamente podem percorrer distâncias que pareceriam impossíveis sem os efeitos relativísticos, e as mesmas observações podem ser explicadas pela dilatação do tempo em outro referencial. A calculadora fornece tanto o comprimento observado quanto o fator adimensional, facilitando a comparação entre as dimensões em repouso e as medidas feitas por um observador em movimento relativo.

Exemplos de contração do comprimento

Estes casos mostram como a contração aumenta quando a velocidade se aproxima da velocidade da luz.

Dados de entradaComprimento observadoInterpretação
L0 = 10 m, v = 0 m/s10 mSem movimento relativo, o comprimento próprio e o observado são iguais.
L0 = 10 m, v = 179,875,475 m/s8 mA 60 por cento da velocidade da luz, o fator de contração é 0.8.
L0 = 100 m, v = 239,833,966.4 m/s60 mA 80 por cento da velocidade da luz, o comprimento em movimento é 60 por cento do valor em repouso.

Como calcular a contração do comprimento

  1. Informe o comprimento próprio medido no referencial de repouso do objeto.
  2. Informe a velocidade do objeto em relação ao observador em metros por segundo.
  3. Selecione Calcular comprimento para aplicar a equação de contração de Lorentz.
  4. Confira o comprimento contraído e compare-o com o comprimento próprio usando o fator de comprimento exibido.

Perguntas frequentes sobre contração do comprimento

O que é comprimento próprio?

Comprimento próprio é a distância entre as extremidades de um objeto medida no referencial em que ele está em repouso. É o maior comprimento medido para esse objeto na direção do movimento relativo.

Um objeto sente a própria contração?

Não. Os observadores que se movem junto com o objeto medem seu comprimento próprio normal. A contração aparece apenas nas medidas feitas a partir de um referencial em movimento em relação ao objeto.

A contração do comprimento afeta todas as dimensões?

Ela afeta apenas a dimensão paralela à velocidade relativa. Na relatividade especial, as dimensões perpendiculares ao movimento permanecem inalteradas.

Por que a velocidade precisa ser inferior à da luz?

Um objeto com massa não pode atingir nem ultrapassar a velocidade da luz em um referencial inercial. Com valores superiores, a raiz quadrada da equação de contração não seria um número real.

A contração do comprimento é perceptível nas velocidades do dia a dia?

O efeito existe, mas é extremamente pequeno porque as velocidades do dia a dia são mínimas em comparação com a da luz. Ele só se torna significativo em velocidades relativísticas.