CAPÍTULO IV-
TEORIA DA RELATIVIDADE RESTRITA DE EINSTEIN
ALBERT EINSTEIN

TCBC – ROBERTO SAAD JUNIOR

Curiosamente, Newton nasceu no ano em que Galileu morreu. Entre todas as contribuições que Newton deu à Ciência, todos conhecemos “a gravidade”, no entanto, não escreveremos sobre esse assunto no momento, pois ele será muito importante somente quando escrevermos a teoria da relatividade geral de Einstein. Por ora, deixemos a gravidade para trás.

Para nós importa saber o que Newton fez, uma descrição completa dos fenômenos que envolviam movimento: a “mecânica”, um novo ramo da física. Bom, pelo menos até Einstein chegar.

Sucintamente vamos relembrar as três leis do movimento que certamente deram a Einstein condições para que desenvolvesse a sua teoria.

Primeira lei:
Um objeto em movimento retilíneo uniforme se mantém em movimento. Um objeto em repouso se mantém em repouso. Desde que não sofram qualquer força externa.
Tornou precisa as ideias de Galileu. As forças causam mudança dos movimentos. O estado natural dos corpos: movimento retilíneo uniforme.

Segunda lei:
FORÇA = MASSA X ACELERAÇÃO.
Newton, aqui, explica como uma força determina a mudança de movimento. Quanto maior a massa, maior a força para provocar a mesma aceleração.

Terceira lei:
Para toda ação existe uma reação igual e oposta.

Essas três leis mais a sua teoria de gravitação conseguiam explicar todos os fenômenos físicos. Foi, até então, o triunfo da ciência. Essa verdade durou, pelo menos, 200 anos, até a chegada das ondas eletromagnéticas e de Einstein.

Newton foi um pouco mais além de Galileu no sentido de esclarecer o princípio da relatividade com suas 3 leis. Colocou em fórmulas o pensamento de Galileu.

Para esse gênio, o espaço era absoluto, o tempo era absoluto, a massa de um corpo era absoluta. A luz tinha uma velocidade infinita e era composta por partículas e, finalmente, a velocidade era relativa, como já afirmamos várias vezes.A teoria de Newton conseguiu explicar todos os fenômenos da natureza:

1) O comportamento dos gases.
2) O movimento dos planetas.
3) A propagação das ondas mecânicas.
4) Parte da Termodinâmica: aquela parte que atribui o calor dos corpos ao movimento de suas moléculas.

O Eletromagnetismo (luz) não era bem conhecido, somente após 1801 que Fresnel e Young ousaram discordar de Newton, provando que a luz não é feita de partículas, mas era uma onda eletromagnética, e aí começaram a aparecer alguns problemas que discutiremos um pouco mais adiante.

PORÉM, JÁ QUERO CHAMAR A ATENÇÃO PARA UMA INCONSISTÊNCIA NA TEORIA DE NEWTON: O ESPAÇO ABSOLUTO NO QUAL ELE ACREDITAVA.
O espaço absoluto contrariava, de certo modo, o princípio da relatividade que foi tão festejado.
Repare, se o espaço é absoluto, então é um pano de fundo em que tudo mais acontece. Sendo assim, um corpo com determinada velocidade em movimento uniforme pode ter a sua velocidade “absoluta” medida, desde que a comparássemos com a velocidade zero do espaço. Opa, então existe uma velocidade absoluta?

Este “espaço” que existe em si mesmo, como se fosse uma substância, independente de qualquer relação com o que quer que seja, era então um referencial privilegiado? O espaço está em repouso? Era uma pergunta difícil para a época responder, e mais, o assunto não era tão questionado, porque, afinal, era Newton, e com Newton nada está errado. HUM!!!! HUM!!!! Repito: para Newton o espaço e o tempo formavam um referencial absoluto, em relação ao qual podemos julgar o movimento de todos os objetos.

ENTÃO QUALQUER CORPO EM MOVIMENTO NESTE ESPAÇO IMÓVEL APRESENTARÁ UMA VELOCIDADE ABSOLUTA.

SUPONDO A VELOCIDADE V= 30 KM/H, ENTÃO DESCOBRIMOS A VELOCIDADE REAL DA BOLINHA AZUL, POIS ELA APRESENTA ESSA VELOCIDADE EM RELAÇÃO AO ESPAÇO QUE ESTÁ EM REPOUSO, COMO NEWTON SUPÔS, ISTO É, VELOCIDADE ZERO.

Algo não cheira bem nesta conversa, existe ou não velocidade absoluta de um corpo? Novamente, e o tal do movimento relativo? Calma, logo, logo, entenderemos. Mas é ou não é uma incoerência nas ideias de Newton?

PAUSA PARA REFLEXÃO E ANÁLISE DOS FENÔMENOS QUE FORAM ESCLARECIDOS POR NEWTON.

Vamos deixar bem claro que estamos a analisar as leis do movimento. A luz, a eletricidade e o magnetismo ainda não foram até aqui bem esclarecidos. De qualquer modo, eram considerados fenômenos à parte das leis do movimento. Eram temas independentes.

1. Newton explica o comportamento dos gases. Todos sabemos que gases são feitos de moléculas (partículas) é, portanto, um fenômeno mecânico. O movimento dessas partículas pode ser calculado e previsto pelas leis de Newton.
2. Newton explica o movimento dos planetas. Também neste assunto (incluindo a gravidade) o gênio sai vencedor. Com algumas exceções, como a órbita de Mercúrio que não obedecia às regras. Aqui encontramos um segundo problema sem solução e que a teoria de Newton não explicava (já vimos uma falha anteriormente)
3. Newton explica a propagação das ondas mecânicas. As ondas sonoras, as ondas num lago são todas governadas pelas leis do movimento e apresentam várias características em comum. Elas necessitam de um meio para sua propagação e apresentam uma velocidade relativa em relação a este meio. Para onda no rio, este meio é a água. Então são partículas que sobem e descem formando uma onda que viaja com uma velocidade relativa a este meio. O mesmo acontece com o som. Aqui o meio de suporte é o ar e suas partículas são comprimidas sucessivamente, levando o som a uma velocidade de 1.100 Km/h.
   Em ambas situações há obediência ao PRINCÍPIO DA RELATIVIDADE DE GALILEU.

Imaginemos o som se deslocando, como mostrado na figura acima, no meio ambiente (ar) a 1.100 Km/h na direção indicada pela flecha. No sentido contrário vem um trem a 500Km/h, também em relação ao ar ambiente. Qual será a velocidade relativa entre os dois? Como explicaram Galileu e Newton, esta será de 600km/h. Então estamos todos felizes, as leis do movimento são válidas, como já mencionado, para as ondas mecânicas.

RESUMO DESTA HISTÓRIA ATÉ AQUI.

Até o Capítulo V!