Vero o falso relativistico

Testo

Vero o falso?

• (a) La velocità della luce nel vuoto è la stessa per tutti gli osservatori inerziali.
• (b) In relatività la massa di un corpo aumenta con la velocità, secondo $m = \gamma m_0$ (versione corretta in fisica moderna).
• (c) Due eventi simultanei in un sistema inerziale possono non esserlo in un altro.
• (d) L’energia di riposo è nulla per un fotone.
• (e) In un urto anelastico tra particelle relativistiche, parte dell’energia cinetica iniziale può creare nuova massa.

Soluzione

(a) VERO. È il secondo postulato di Einstein: nel vuoto la luce ha velocità $c$ in ogni riferimento inerziale, indipendentemente dal moto della sorgente e dell’osservatore. È il fondamento di tutta la relatività ristretta.

(b) FALSO. La fisica moderna considera la massa una proprietà invariante del corpo (la massa a riposo $m_0$), uguale in ogni riferimento. L’idea di una “massa relativistica” $m=\gamma m_0$ è un vecchio linguaggio ambiguo, oggi abbandonato: ciò che cresce con la velocità è l’energia $E=\gamma m_0 c^2$ e la quantità di moto $p=\gamma m_0 v$, non la massa.

(c) VERO. È la relatività della simultaneità: due eventi separati nello spazio e simultanei in un riferimento non lo sono in un altro in moto relativo, perché il “presente” dipende dall’osservatore.

(d) FALSO. Un fotone non possiede un sistema di riposo: viaggia a $c$ in ogni riferimento, quindi non ha senso parlare della sua “energia di riposo”. Ha massa nulla ma energia sempre diversa da zero, $E = pc \neq 0$. L’affermazione è mal posta: il fotone non è mai fermo.

(e) VERO. Per l’equivalenza massa-energia, in un urto anelastico l’energia cinetica dissipata può convertirsi in massa: il sistema finale può contenere particelle nuove (o più massa) di quelle iniziali. È il principio dei collisori di particelle.

$\ev{\text{(a) V} \quad \text{(b) F} \quad \text{(c) V} \quad \text{(d) F} \quad \text{(e) V}}$

Collegamenti

Argomenti: Relatività ristretta Concetti: Relatività della simultaneità · Equivalenza massa-energia Competenze: Analisi di casi limite e fantafisica