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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 básicosde sistemas 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.

•

Algunas de lasimplicaciones conceptuales de la Teoría 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 elinterior de un tren.
El movimiento 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 los principios 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 nosintroduzcamos en el siguiente
apartado, el Principio 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.
Tambiénpodremos ver qué ocurre si aceleramos el movimiento 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 loscontroles al pie de la escena podemos regular la velocidad 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
condicionesdel principio.
Cuando la simulación está en marcha, el sistema 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...