Questão 21. Muitos físicos dizem que a massa de uma partícula aumenta quando ela atinge grandes velocidades. Você concorda com essa afirmação? Justifique
Passo 1
O enunciado pergunta se concordamos com a ideia de que “a massa de uma partícula aumenta quando ela atinge grandes velocidades”. O conteúdo envolvido é a relatividade restrita, em especial os conceitos de massa invariante (ou de repouso) e energia total relativística.
Passo 2
Em relatividade restrita definimos a massa de repouso
como uma quantidade invariante, isto é, o mesmo valor em qualquer referencial. Introduzimos o fator de Lorentz
onde
é a velocidade da partícula e
a velocidade da luz. A energia total da partícula é
mas isso não muda
.
Passo 3
Historicamente algumas pessoas falavam em “massa relativística”
fazendo parecer que a massa cresce com
. Entretanto, esse conceito está em desuso porque gera confusão: ele desloca para a massa o que, de fato, é variação de energia e momento da partícula.
Passo 4
No formalismo moderno mantemos a massa como invariante (
fixa) e atribuímos o crescimento de “resistência a acelerar” ao aumento da energia total
e do momento
. Assim, a partícula nunca excede
, não por ter “massa infinita”, mas porque
diverge conforme
, tornando
e
muito grandes.
Resposta
Não concordo: a massa de uma partícula na relatividade restrita é invariante (
constante). O que cresce com a velocidade é a energia total
e o momento
, e não a massa.