Esercizi — Relatività ristretta

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4 minuti

Tutti gli esercizi del capitolo, svolti passo-passo, in ordine di comparsa nel capitolo: prima gli esercizi guidati e i problemi disseminati nel testo, poi i problemi di fine capitolo (numerici, concettuali, vero/falso, ranking, grafici, stime di Fermi).

Esercizi e problemi nel testo

  1. Tipo spazio o tipo tempo (quattro eventi)
  2. Il signor Rossi va a teatro
  3. La gara di conigli
  4. Duello western relativistico
  5. Quattro eventi e la disuguaglianza inversa
  6. Il viaggiatore al cinema
  7. Un timer relativistico
  8. Caterina verso Alfa Centauri
  9. Duello western: calcolo esplicito
  10. Galleria a 0,8 c
  11. Un semaforo rosso visto verde
  12. Composizione per via Doppler
  13. Condor contro razzo
  14. Particella o fotone?
  15. Il bosone di Higgs a 0,8 c
  16. Redshift gravitazionale sull'Everest
  17. Il GPS quantitativo

Problemi di fine capitolo

  1. Fattore di Lorentz del muone
  2. Simultaneità (vero o falso)
  3. Fattore di Lorentz a 0,6 c
  4. Perché nessuna massa raggiunge c
  5. Contrazione di un'asta
  6. Composizione di velocità (elettrone)
  7. Energia di una bomba a fissione
  8. Il sistema di riferimento del tempo minimo
  9. Dimostrazione dell'invariante energia-impulso
  10. Stima della correzione relativistica GPS
  11. Redshift di una galassia
  12. Ranking dei fattori di Lorentz (quattro astronavi)
  13. Il fienile e il bastone
  14. Diagramma di Minkowski di un razzo
  15. Contrazione di un'astronave
  16. Quale diagramma dei gemelli
  17. Navicella e i beep
  18. Righello in moto a 0,6 c
  19. Energia di riposo dell'elettrone
  20. Velocità per gamma uguale a 2
  21. Astronauta verso Proxima Centauri
  22. Ranking dei fattori di Lorentz (tre particelle)
  23. Vero o falso relativistico
  24. Ritardo cinematico degli orologi GPS
  25. Il muone dei raggi cosmici
  26. Galileo contro Einstein
  27. Niente segnali più veloci della luce
  28. Ranking dei fattori di Lorentz (0,1c–0,99c)
  29. Ranking delle energie di riposo
  30. Dal fattore gamma alla velocità (protone)
  31. Dal rapporto Doppler alla velocità
  32. Fantafisica: c moltiplicata per dieci
  33. Il pione in volo
  34. Simultaneità delle lampade sul treno
  35. Stima di Fermi: un grammo di materia
  36. Lettura del grafico gamma(v)
  37. Sfida: il paradosso dei gemelli
  38. Massa invariante di due fotoni

All the chapter’s exercises, worked step by step, in order of appearance in the chapter: first the guided exercises and problems scattered through the text, then the end-of-chapter problems (numerical, conceptual, true/false, ranking, graphs, Fermi estimates).

Exercises and problems in the text

  1. Spacelike or timelike (four events)
  2. Mr Rossi goes to the theatre
  3. The rabbit race
  4. Relativistic western duel
  5. Four events and the reversed inequality
  6. The traveller going to the cinema
  7. A relativistic timer
  8. Caterina towards Alpha Centauri
  9. Western duel: explicit calculation
  10. Tunnel at 0.8 c
  11. A red traffic light seen as green
  12. Composition via Doppler
  13. Condor versus rocket
  14. Particle or photon?
  15. The Higgs boson at 0.8 c
  16. Gravitational redshift on Everest
  17. Quantitative GPS

End-of-chapter problems

  1. Lorentz factor of the muon
  2. Simultaneity (true or false)
  3. Lorentz factor at 0.6 c
  4. Why no mass reaches c
  5. Contraction of a rod
  6. Composition of velocities (electron)
  7. Energy of a fission bomb
  8. The frame of minimum time
  9. Proof of the energy-momentum invariant
  10. Estimate of the GPS relativistic correction
  11. Redshift of a galaxy
  12. Ranking of Lorentz factors (four spaceships)
  13. The barn and the pole
  14. Minkowski diagram of a rocket
  15. Contraction of a spaceship
  16. Which twin diagram
  17. Spacecraft and the beeps
  18. Ruler moving at 0.6 c
  19. Rest energy of the electron
  20. Velocity for gamma equal to 2
  21. Astronaut towards Proxima Centauri
  22. Ranking of Lorentz factors (three particles)
  23. Relativistic true or false
  24. Kinematic delay of GPS clocks
  25. The cosmic-ray muon
  26. Galileo versus Einstein
  27. No signals faster than light
  28. Ranking of Lorentz factors (0,1c–0,99c)
  29. Ranking of rest energies
  30. From the gamma factor to the velocity (proton)
  31. From the Doppler ratio to the velocity
  32. Science fiction physics: c multiplied by ten
  33. The pion in flight
  34. Simultaneity of the lamps on the train
  35. Fermi estimate: one gram of matter
  36. Reading the gamma(v) graph
  37. Challenge: the twin paradox
  38. Invariant mass of two photons

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