Relatividad
Páginas: 7 (1696 palabras)
Publicado: 16 de octubre de 2012
Relatividad de Galileo
La primera Teoría de Relatividad fue desarrollada por Galileo Galilei (1564-1642), creador del método científico, como resultado de sus estudios sobre movimiento de cuerpos, rozamiento y caída libre.
En sus obras “Diálogo sobre los principales sistemas del mundo" (1632) y “Diálogos acerca de Dos Nuevas Ciencias” (1636), dio las características de los sistemas dereferencia inerciales o “galileanos”, con una notable descripción de experimentos y su interpretación para dos observadores en movimiento relativo, uno de ellos sobre un barco que se desplaza suavemente (sin aceleración), y el otro en tierra firme.
Las conclusiones obtenidas permiten postular en sistemas inerciales la equivalencia entre reposo y movimiento rectilíneo uniforme para dosobservadores en movimiento relativo, sentando las bases del Principio de Inercia.
Asimismo, enunció la relatividad de las trayectorias y de las velocidades de objetos respecto del observador. Veamos como se desarrolla esta Teoría:
Caída de los cuerpos
La primera demostración rigurosa sobre que todos los cuerpos caen con la misma aceleración la dio Galileo mediante un razonamiento por el absurdo.Supongamos tener dos cuerpos de distinto peso, material y forma, que los dejamos caer partiendo del reposo en un sistema inercial. De acuerdo a las ideas aristotélicas el más pesado caería más rápido, como muestra la figura.
Ahora realicemos la misma experiencia pero agregando un nuevo cuerpo formado por dos objetos idénticos a los iniciales, ligados entre si (pegados). Paraeste nuevo objeto durante su caída el de mayor peso está siendo frenado por el pequeño, que cae más despacio, mientras que el pequeño está siendo acelerado por el grande, que cae más rápido. En consecuencia el nuevo cuerpo caerá ubicado entre los cuerpos originales, resultando una contradicción pues es el más pesado. La única solución lógica posible es que todos caigan igual.
Resuelto el temaanterior, Galileo encaró descubrir la ley de caída, es decir encontrar la función que permita relacionar la posición con el tiempo durante la caída.
Para ello, siendo Profesor en la Universidad de Pisa (1589), diseñó un modelo experimental que contemplaba obtener un conjunto de pares de datos correspondientes a posición y tiempo, que obtendría soltando objetos desde los distintos pisos de la Torrede Pisa. La dificultad principal resultó la medición del tiempo de caída, que era obtenida con el pulso de un abate. Los resultados no eran precisos ni repetitivos y no permitieron obtener la ley.
Luego del fracaso inicial decidió determinar los tiempos utilizando una “clepsidra”, que es un recipiente con agua que tiene una canilla de salida (tapón cónico de madera). El proceso de medición detiempos consistía en abrir la canilla cuando soltaba el cuerpo y cerrarla cuando el objeto llegaba al piso. La masa del volumen de agua recogida lo determinaba con una balanza y era proporcional al tiempo transcurrido. Lamentablemente, este método tampoco resultó lo suficientemente preciso para asegurar un comportamiento, por lo cual Galileo concluyó que la dificultad central de este proyecto erala rapidez con que caían los cuerpos.
Era necesario entonces retrasar la caída de los cuerpos, es decir lograr que caigan más despacio. Luego de unos importantes estudios sobre fricción, con esferas de madera sobre una tabla lustrada, desarrolló el “plano inclinado” como dispositivo para retrasar la rapidez de la caída de los cuerpos. No resulta pretencioso asegurar que el Plano Inclinado deGalileo fue el primer acelerador de partículas en la historia, y el más importante.
Con este avance experimental obtuvo un conjunto de pares (x,t) que permiten hacer un gráfico de puntos (x,t) y ajustarle un polinomio, resultando que una parábola es adecuada para dicho ajuste. La ley obtenida por Galileo fue:
Siendo e el espacio recorrido en un tiempo t, con aceleración constante a....
La primera Teoría de Relatividad fue desarrollada por Galileo Galilei (1564-1642), creador del método científico, como resultado de sus estudios sobre movimiento de cuerpos, rozamiento y caída libre.
En sus obras “Diálogo sobre los principales sistemas del mundo" (1632) y “Diálogos acerca de Dos Nuevas Ciencias” (1636), dio las características de los sistemas dereferencia inerciales o “galileanos”, con una notable descripción de experimentos y su interpretación para dos observadores en movimiento relativo, uno de ellos sobre un barco que se desplaza suavemente (sin aceleración), y el otro en tierra firme.
Las conclusiones obtenidas permiten postular en sistemas inerciales la equivalencia entre reposo y movimiento rectilíneo uniforme para dosobservadores en movimiento relativo, sentando las bases del Principio de Inercia.
Asimismo, enunció la relatividad de las trayectorias y de las velocidades de objetos respecto del observador. Veamos como se desarrolla esta Teoría:
Caída de los cuerpos
La primera demostración rigurosa sobre que todos los cuerpos caen con la misma aceleración la dio Galileo mediante un razonamiento por el absurdo.Supongamos tener dos cuerpos de distinto peso, material y forma, que los dejamos caer partiendo del reposo en un sistema inercial. De acuerdo a las ideas aristotélicas el más pesado caería más rápido, como muestra la figura.
Ahora realicemos la misma experiencia pero agregando un nuevo cuerpo formado por dos objetos idénticos a los iniciales, ligados entre si (pegados). Paraeste nuevo objeto durante su caída el de mayor peso está siendo frenado por el pequeño, que cae más despacio, mientras que el pequeño está siendo acelerado por el grande, que cae más rápido. En consecuencia el nuevo cuerpo caerá ubicado entre los cuerpos originales, resultando una contradicción pues es el más pesado. La única solución lógica posible es que todos caigan igual.
Resuelto el temaanterior, Galileo encaró descubrir la ley de caída, es decir encontrar la función que permita relacionar la posición con el tiempo durante la caída.
Para ello, siendo Profesor en la Universidad de Pisa (1589), diseñó un modelo experimental que contemplaba obtener un conjunto de pares de datos correspondientes a posición y tiempo, que obtendría soltando objetos desde los distintos pisos de la Torrede Pisa. La dificultad principal resultó la medición del tiempo de caída, que era obtenida con el pulso de un abate. Los resultados no eran precisos ni repetitivos y no permitieron obtener la ley.
Luego del fracaso inicial decidió determinar los tiempos utilizando una “clepsidra”, que es un recipiente con agua que tiene una canilla de salida (tapón cónico de madera). El proceso de medición detiempos consistía en abrir la canilla cuando soltaba el cuerpo y cerrarla cuando el objeto llegaba al piso. La masa del volumen de agua recogida lo determinaba con una balanza y era proporcional al tiempo transcurrido. Lamentablemente, este método tampoco resultó lo suficientemente preciso para asegurar un comportamiento, por lo cual Galileo concluyó que la dificultad central de este proyecto erala rapidez con que caían los cuerpos.
Era necesario entonces retrasar la caída de los cuerpos, es decir lograr que caigan más despacio. Luego de unos importantes estudios sobre fricción, con esferas de madera sobre una tabla lustrada, desarrolló el “plano inclinado” como dispositivo para retrasar la rapidez de la caída de los cuerpos. No resulta pretencioso asegurar que el Plano Inclinado deGalileo fue el primer acelerador de partículas en la historia, y el más importante.
Con este avance experimental obtuvo un conjunto de pares (x,t) que permiten hacer un gráfico de puntos (x,t) y ajustarle un polinomio, resultando que una parábola es adecuada para dicho ajuste. La ley obtenida por Galileo fue:
Siendo e el espacio recorrido en un tiempo t, con aceleración constante a....
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