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 \,m_0 como uma quantidade invariante, isto é, o mesmo valor em qualquer referencial. Introduzimos o fator de Lorentz
\gamma \;=\;\frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}
onde v é a velocidade da partícula e c a velocidade da luz. A energia total da partícula é
E \;=\;\gamma\,m_0\,c^2,
mas isso não muda m_0.

Passo 3

Historicamente algumas pessoas falavam em “massa relativística”
m(v)=\gamma\,m_0,
fazendo parecer que a massa cresce com v. 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 ( m_0 fixa) e atribuímos o crescimento de “resistência a acelerar” ao aumento da energia total E e do momento \vec p = \gamma\,m_0\,\vec v. Assim, a partícula nunca excede c, não por ter “massa infinita”, mas porque \gamma diverge conforme v\to c, tornando E e \vec p muito grandes.

Resposta

Não concordo: a massa de uma partícula na relatividade restrita é invariante ( m_0 constante). O que cresce com a velocidade é a energia total E=\gamma m_0c^2 e o momento \vec p=\gamma m_0\vec v, e não a massa.

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