Fisica

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TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

La Teoría de la Relatividad de Einstein se publicó en dos etapas:


En 1905 dio a conocer la Teoría de la Relatividad Especial, válida para sistemas de referencia inerciales. En 1916 completó su trabajo con la Teoría de la Relatividad Generalizada, apta para cualquier sistema de referencia.



Nosotros trabajaremos sólo con la primera de las dos, la mássencilla y adecuada al currículo de Bachillerato. No obstante es ya una teoría revolucionaria, una forma de pensar que nos hace comprender que la razón humana es capaz de elevarse por encima de nuestra intuición, de nuestro "sentido común", limitado en realidad por prejuicios no bien contrastados con la experiencia.

Nos proponemos que el usuario pueda comprender:


Los conceptos básicos desistemas de referencia inerciales, composición de velocidades y principio de relatividad clásico. Las pruebas experimentales que contradecían las nociones clásicas. El nuevo principio relativista de Einstein y sus implicaciones sobre la observación de magnitudes físicas desde sistemas de referencia diferentes en movimiento relativo uniforme.

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Algunas de las implicaciones conceptuales de laTeoría de la Relatividad y de su influencia en nuestro conocimiento científico y tecnológico. Incluso veremos alguna de las paradojas que nos hacen comprender mejor la profundidad del cambio intelectual que supuso la Relatividad.

© Proyecto Newton. MEC. José Luis San Emeterio Peña

Sistemas inerciales

En la imagen vemos una caja amarilla que se mueve en el interior de un tren. Elmovimiento de este objeto es estudiado por dos observadores: Uno de ellos, O, está en reposo junto a la vía. Mientras que otro se mueve con el tren, aunque esté quieto en su interior. Cada observador tiene su propio sistema de coordenadas y su reloj para estudiar el movimiento de la caja. Tratamos con dos sistemas de referencia en movimiento relativo. Por otro lado, recordemos el primero de losprincipios de la Dinámica de Newton , el principio de inercia, que podemos enunciar así: Para que un cuerpo posea aceleración debe actuar una fuerza exterior sobre él. Si desde un sistema de referencia se cumple este principio, el sistema se considera inercial. ¿Son todos los sistemas de referencia inerciales?. Para responder esta pregunta es mejor que nos introduzcamos en el siguiente apartado, elPrincipio de Relatividad.

Principio de la Relatividad

© Proyecto Newton. MEC. José Luis San Emeterio Peña

En este caso podemos determinar las características del movimiento y comparar los resultados del movimiento de la caja desde el punto de vista de los dos observadores: el exterior, en reposo, y el interior, en movimiento con el tren. También podremos ver qué ocurre si aceleramos elmovimiento del tren o si cambiamos el coeficiente de fricción entre la caja y el suelo del tren. Es conveniente leer el contenido de la ayuda y seguir las actividades A1, A2 y A3. De esta forma llegaremos a entender claramente el contenido del Principio de Relatividad en su forma clásica, atribuido a Galileo.

Ayuda: Para entender la simulación Con los controles al pie de la escena podemos regular lavelocidad del coche del tren, el coeficiente de fricción entre la caja y el suelo y la aceleración del tren. El control vertical a la derecha regula la rapidez de la simulación, para hacerla más cómoda para nosotros, en función del ordenador que poseamos. El botón Ya inicia la simulación, el de Pausa la detiene e Inicio restaura las condiciones del principio. Cuando la simulación está en marcha, elsistema nos informa de la velocidad y aceleración de la caja para cada uno de los dos observadores. NOTA: Debido al redondeo en la presentación de valores numéricos, cuando el programa imprime algún valor en la pantalla debemos aceptar un margen de error

© Proyecto Newton. MEC. José Luis San Emeterio Peña

0,01 ó 0,001, según el número de cifras decimales. Este fenómeno puede darse en ésta...
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