Relatividad

. 5. ELEMENTOS DE FÍSICA RELATIVISTA.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 8.1. 8.2. 8.3. Espacio y tiempo antes de 1900. La relatividad de Galileo y Newton. Experimento de Michelson-Morley. Teoría de la relatividad especial Concepto de simultaneidad. Dilatación del tiempo. Contracción de la longitud. Dinámica relativista. Movimiento lineal o cantidad de movimiento. Definición de fuerza. Energía relativista.Trabajo. Mileva Máric.

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T. 5. ELEMENTOS DE FÍSICA RELATIVISTA. 1º. ESPACIO Y TIEMPO ANTES DE 1900.
Hemos aprendido desde cursos anteriores que para hablar de movimiento o reposo, hay que elegir previamente un sistema de referencia SR. Por lógica se le asignó a la Tierra el papel de un SR en reposo absoluto (Ptolomeo). Copérnico demostró después que un mejor origen para el sistema dereferencia es el Sol, suponiéndolo quieto y ocupando el centro del Sistema solar. Por otra parte, para estudiar el movimiento tenemos que basarnos en dos conceptos físicos. El espacio y el tiempo. La mecánica de Newton se desarrolla, entre otras, a partir de las siguientes suposiciones: 1º. El espacio es euclidiano. La geometría de Euclides, la que todos conocemos, ayuda a medir las distancias conindependencia del observador y del tiempo. 2º. La distancia es universal e invariable. Esto significa que estamos inmersos en un espacio absoluto. 3º. El tiempo es universal. Todos los observadores, incluso en diferentes sistemas de referencia, miden el mismo intervalo de tiempo independientemente de la posición o el movimiento de dichos SR.

2º. LA RELATIVIDAD DE GALILEO Y NEWTON.
Galileo yase planteó el estudio de los movimientos desde diferentes sistemas de referencia, y ya habló de la relatividad de los movimientos. Imaginemos dos sistemas de referencia O y O´, el primero está en reposo, y el segundo se mueve con un Movimiento rectilíneo uniforme en el eje de las x, con una velocidad constante “v”. Vamos a estudiar el movimiento de un punto P, respecto de O y respecto de O´. En uninstante t, la posición de P respecto de O viene dada por el vector r. En un instante t, la posición de P respecto de O´ viene dada por el vector r´. Además la distancia de un sistema de referencia al otro OO´ depende de la velocidad del sistema de referencia O´, espacio v= tiempo

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Cuando estudiamos el movimiento de un cuerpo respecto de dos SR de referencia distintos, que se mueven entresí con un Movimiento rectilíneo uniforme, las posiciones del cuerpo son distintas, las velocidades son distintas, pero las aceleraciones son las mismas. Consecuencia: Si aplicamos el 2º Principio de la Dinámica de Newton → → F=m.a y por lo tanto

Si las aceleraciones coinciden, también lo harán las fuerzas, coinciden todas las leyes de la Física. Ambos científicos (Galileo y Newton) llegaron ala conclusión:

“Las leyes físicas son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales”. “Sistemas inerciales son aquellos que están en reposo o Movimiento rectilíneo uniforme”. “Es imposible saber si un sistema de referencia está en reposo absoluto o se mueve con un Movimiento rectilíneo uniforme”.

3º. ÉTER, LUZ Y ELECTROMAGNETISMO.
El avance más transcendental del siglo XIX fue,sin duda, la comprensión de los fenómenos eléctricos y magnéticos y su relación con la luz, lo que abrió las puertas de la física moderna e hizo posible la teoría de la Relatividad. La gravitación no es la única fuerza que actúa a distancia. También los cuerpos cargados eléctricamente se atraen o se repelen, y asimismo los imanes interactúan entre sí o con el hierro En el siglo XVIII, el físicofrancés Coulomb demostró que dos cuerpos eléctricamente cargados ejercen una fuerza de atracción o repulsión entre sí similar a la fuerza de gravitación. Proporcional a la magnitud de las cargas e inversamente proporciona al cuadrado de la distancia. Por la misma época, Benjamín Franklin en -estados Unidos, demostró que los rayos que se producen durante las tormentas son gigantescas chispas...