Relatividad

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Relatividad

Al iniciar 1095 Albert Einstein era un empleado desconocido de 25 años en la oficina suiza de patentes. Hacia el final de ese año, el había publicado tres artículos de importancia extraordinaria. Uno fue un análisis del movimiento browniano; otro (por el que obtuvo el premio nobel) fue sobre el efecto fotoeléctrico. En el tercero, Einstein presento su teoría especial derelatividad en la que propuso revisiones drásticas de los conceptos newtonianos despacio y tiempo.

Esta teoría condujo a cambios profundos a nuestro entendimiento de la naturaleza, pero Eistein la baso en dos simples postulados. Uno establece que las leyes de la física son iguales en todos los marcos de referencia inerciales. El otro, que la velocidad de la luz en el vacio es igual en todos los marcos yinerciales. Estas hipótesis de apariencia inocente tienen implicaciones de gran alcance. Tres de ellas son: (1) sucesos que con simultáneos para un observado, puede no serlo para otro. (2) cuando dos observadores se mueven entre si miden un tiempo o una longitud, los resultados que obtienen pueden no ser iguales. (3) para que los principios de conservación de la cantidad de movimiento y laenergía sean validos en todos los sistemas inerciales, deben revisarse la segunda ley de Newton y las ecuaciones de cantidad de movimiento y la energía cinética.

La relatividad tiene consecuencias importantes en todas las aéreas de la física, incluyendo la termodinámica, el electromagnetismo, la óptica, la física atómica y nuclear y la física de alta energía. Aunque muchos de los resultados sepresentaran en este capitulo pueden parecer contrarios a la intuición, la teoría concuerda ampliamente con las observaciones experimentales.

PRIMER POSTULADO DE EINSTEIN

El primer postulado de Einstein, llamado principio de la relatividad dice; las leyes de la física son las mismas en todo marco de referencia inercial. Si las leyes fueran diferentes esa diferencia permitiría distinguir un marcoinercial de otros o hacer un marco fuese más correcto que otro. Veamos dos ejemplos. Suponga que usted observa dos niños que juegan lanzándose una pelota mientras ustedes tres están a bordo de un tren en movimiento con una velocidad constate. Sus observaciones del movimiento de la pelota sin importar cuan cuidadosamente las haga, no podrán desier le que tan rápidamente se mueve el tren o si se estamoviendo. Esto se debe a que las leyes de la mecánica son las mismas en todo sistema inercial.

Otro ejemplo la fuerza electromotriz inducida a una bobina de alambre con un imán móvil cercano. En el marco de referencia en que la bobina es estacionaria, el imán móvil genera un cambio en el flujo magnético atreves de la bobina y esto induce una fuerza. En un marco diferente en el que el imán esestacionario, el movimiento de la bobina en el cambio induce la fuerza electromotriz al principio de la relatividad ambos puntos de vista tienen la misma validez y deben predecir la misma fuerza electromotriz.

SEGUNDO POSTUADO DE EINSTEIN

Durante el siglo XIX, la mayoría de los físicos creían que la luz viajaba por un medio hipotético llamado éter, como las zondas de sonido que viajan por elaire. Si fuese así, la velocidad de la luz medida por observadores dependería de su movimiento relativo al éter y seria diferente en direcciones diferentes. Einstein llego así al segundo postulado: la velocidad de la luz en el vacio es la misma en todos los marcos de referencia inerciales y es independiente del movimiento de la fuente. Pensemos que significa esto. Supongamos que dos observadoresmiden la velocidad de la luz al vacio. Uno esta en reposo respecto a la fuente de luz y el otro se aleja de ella. Ambos están en marcos de referencia inerciales. Según el principio de relatividad, los dos observadores deben obtener el mismo resultado aunque uno no se mueva respecto al otro

El segundo postulado implica inmediatamente el siguiente resultado: es imposible para un observador...
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