Relatividad galileana

Relatividad Galileana-newtoniana

TRA DE EVENTOS QUE SE OBSERVAN y se miden en los así llamados marcos de referencia en los que es válida la primera ley de newton: Si un objeto no experimenta fuerza neta, el objeto permanece en reposo o continúa en movimiento con rapidez constante en línea recta. Es más fácil analizar los eventos cuando se observan y se miden desde marcos inerciales. Losmarcos de referencia de rotación o en aceleración son marcos no inerciales.1

Un marco de referencia que se mueve con velocidad constante con respecto a un marco inercial, en sí mismo, también es un marco inercial, pues las leyes de Newton de igual forma se sostienen en él. Cuando se dice que se observa o que se realizan mediciones desde cierto marco de referencia, ello significa que el observadorestá en reposo en ese marco de referencia.

Tanto Galileo como Newton estaban conscientes de lo que ahora se le llama principio de relatividad aplicando a la mecánica: que las leyes básicas de la física son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales. Por ejemplo, los objetos me mueven de la misma forma en un tren o en un avión que se mueve con suavidad (velocidad constante), quecomo lo hacen en la Tierra. Esto supone que no hay vibraciones o sacudidas que podrían hacer al marco de referencia no inercial. Cuando una persona camina, toma sopa de un tazón, juega billar o deja caer un lápiz en el suelo mientras viaja en un tren, avión o barco que se muevan con velocidad constante, los cuerpos se moverán tal como lo hacen cuando la persona está en reposo sobre la Tierra.

Larelatividad galileano-newtoniana implica ciertas suposiciones no verificables que tienen sentido a partir de la experiencia cotidiana. Se supone que las longitudes de los objetos son las mismas en un marco de referencia y en otro y que el tiempo pasa a la misma tasa en diferentes marcos de referencia. Entonces, en la mecánica clásica, los intervalos de espacio y tiempo se consideran absolutos: sumedición no cambia de un marco a otro. La masa de un objeto, así como todas las de las fuerzas, se suponen invariables por un cambio en un marco de referencia inercial.
Sin embargo, la posición de un objeto es diferente cuando se especifica en diferentes marcos de referencia, y también su velocidad. Por ejemplo, una persona puede caminar en el interior de un autobús hacia el frente con una rapidezde 2m/s. pero si el autobús se mueve a 10 m/s con respecto a la Tierra, entonces la persona se mueve con una rapidez de 12m/s con respecto a la Tierra. Sin embargo, la aceleración de un cuerpoe s la misma en cualquier otro marco de referencia inercial, de acuerdo con la mecánica clásica. Esto es así porque el cambio en la velocidad, y el intervalo de tiempo, serán los mismos. Por ejemplo, lapersona en el autobús puede acelerar de 0 a m/s en 1.0 segundo, de modo que a=2m/s en el marco de referencia del autobús con respecto a la Tierra. La aceleración es:


(12m/s – 10m/s) = 2 m/s
1.0 s

Que es la misma.
Como ni F ni m ni a cambian de un maro inercial a otro, entonces la segunda ley de Newton, F=ma, no cambia. De esta forma, la segunda ley de Newton satisface el principio derelatividad.

El hecho de que las leyes de la mecánica sean las mismas en todos los marcos de referencia inerciales implica que ningún marco inercial es especial en sentido alguno. Esta importante conclusión se expresa al decir que todos los marcos de referencia son equivalentes para la descripción de fenómenos mecánicos. Ningún marco de referencia es de alguna forma mejor que otro. Un marco dereferencia fijo en un automóvil o en un avión que viajan con velocidad constante es tan bueno como uno fijo en la Tierra. Cuando una persona vieja suavemente con velocidad constante en un avión o en un automóvil, es tan válido decir que está en reposo y que la Tierra se mueve, como decir lo contrario. No hay un experimento en el que se pueda determinar cual marco “realmente” está en reposo o cual en...