fisica relativista

FISICA RELATIVISTA
FISICA 2º BACHILLERATO

En 1905, Albert Einstein, a la edad de 26
años, publica su Teoría Especial de la
Relatividad, a cerca del movimiento en
sistemas inerciales. En 1916 amplió su
teoría a sistemas no inerciales y a la
gravitación, con el nombre de Teoría
General de la Relatividad.

Paralelamente, en 1900 , Max Planck,
formuló los principios básicos que darían
origen a lamecánica cuántica.
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Índice
1. INTRODUCCIÓN
A. RELATIVIDAD CLASICA
B. EL PROBLEMA DEL ELECTROMAGNETISMO
C. TEORIA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD
MASA RELATIVISTA

2. LA RELATIVIDAD GENERAL

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1. Introducción




La teoría de la relatividad es una teoría clásica,
solamente pretende deducir las leyes de la física bajos
diferentessistemas: sistemas inerciales y no
inerciales.
El problema surge cuando, a partir del experimento
de Michelson-Morley, la velocidad de la luz es la
misma para cualquier observador, entonces algo
ocurre con el espacio y el tiempo, algo que en
principio no era ni predecible ni imaginable.

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A. Relatividad clásica


La relatividad de la mecánica Newtoniana
Lastrayectorias y las velocidades son relativas.
El tiempo es absoluto, igual para todos
observadores.



los

Principio de relatividad de Galileo
“Es imposible poner de manifiesto, por procedimientos
mecánicos, si un sistema de referencia está en reposo o
en MRU”.
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Transformación en sistemas inerciales





Sistema inercial.
Son las ecuaciones que permitenobservaciones realizadas en sistemas
distintos O y O’.
Transformación de Galileo
- Distancia y aceleración son invariantes.
- La velocidad es relativa al observador.

relacionar las
de referencia

x' x vt
y' y
z' z
t' t

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z’

z

vt

r’
O’
r

P

y’

x’
O
y
x

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   
r r ' OO ' r '
La velocidad:


 d r d r '
u
dt
dt
  
u u' v


vt

vt

Laaceleración:
 

 du d u ' v
a
dt
dt
 
a a'
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
d r ' 
v
dt


du'
dt

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Principio de relatividad de Galileo
“Las leyes físicas, de la mecánica, tienen la
misma expresión matemática y son las mismas
en todos los sistemas de referencia
inerciales”.

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E1.: Una trainera emplea 10 min en recorrer 4 km cuando
navega a favor de lacorriente. Estos mismos km los recorre en
24 min cuando navega en contra de la corriente ¿Cuál es la
velocidad de la trainera y de la corriente con respecto a un
observador que se ha
17 y 7 km/h

E2.: La
posición de unapartícula según el sistema de referencia

O es: r (4t 2 2t )i t 3 j 2k
m, mientras que con respecto a otro


 
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3
sistema O’ es: r ' (4t 3t )i t j 4k m.
¿Cuál es lavelocidad relativa entre ambos sistemas?


v = -5i

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B. El problema del electromagnetismo





Anécdota del joven Einstein
De las ec. de Maxwell se deduce el carácter ondulatorio
de la luz y el valor constante de la velocidad de la luz.
c= ( 0 0)-1/2
Y esto en cualquier sistema de referencia.
Esto está en contradicción con la transformada de Galileo
y vaa implicar la revisión de la transformada de Galileo.
Las ec. de Maxwell predicen la existencia de ondas
electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz
sin necesidad de medio material.
Esto supuso en principio la existencia del Éter: extraño
medio que permanecería en reposo absoluto.
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Experimento de Michelson Morley
Trató de medir la velocidad dela Tierra respecto
del éter y así medir el “viento del éter”
 El experimento fue un total fracaso que solo podía
tener tres explicaciones:


-

-

El éter es arrastrado por la Tierra. No es un sistema de
referencia absoluto.
La luz se mueve siempre con la misma velocidad.
La distancia recorrida en la dirección del éter se acorta.

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C. Teoría especial de la...