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RELATIVIDAD ESPECIAL

G1E15OscarOscar Javier Mora GilFundamentos de física moderna Prof. Jaime Villalobos

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La teoría de la relatividad, desarrollada fundamentalmente por Albert Einstein, pretendía originariamente explicar ciertas anomalías en el concepto de movimiento relativo, pero en su evolución se ha convertido en una de las teorías más importantes en las ciencias físicas y ha sido la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema [1]

Albert Einstein (Ulm, Imperio alemán, 14 de marzo de 1879-Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955) fue un físico alemán de origen judío, nacionalizado después suizo y estadounidense. Es considerado como el científico más conocido y popular del siglo XX.1 2

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TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL POSTULADOS PRIMER POSTULADO

Las leyes de la Física coinciden en cada sistema de referencia inercial.

En particular, los sistemas inerciales resultan indistinguibles, lo que destierra la noción de sistema de referencia absoluto, e incorpora implícitamente el Principio de inercia.

SEGUNDO POSTULADO

La velocidad de la luz es independiente de la velocidad de la fuente.

Por tanto, la constancia de la velocidad de la luz pasa a ser un Principio universal, resultando clave para establecer las transformaciones de coordenadas entre sistemas inerciales.

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TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL

Una de las fotografías tomadas del eclipse de 1919 durante la expedición de Arthur Eddington, en el que se pudieron confirmar las predicciones de Einstein acerca de la curvatura de la luz en presencia de un campo gravitatorio.

En la imagen vemos una caja amarilla que se mueve en el interior 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.

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MARCOS INERCIALES EN MECÁNICA RELATIVISTA En Teoría de la Relatividad Especial, se tiene un sistema S de coordenadas (x, y, z, t) y un sistema S’ (x´, y´, z´, t´) de aquí las ecuaciones que describen la transformación de un sistema a otro son:

donde a:

es el llamado factor de Lorentz y c es la velocidad de la luz en el vacío.

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MARCOS INERCIALES EN MECÁNICA RELATIVISTA

En Teoría general de la relatividad en principio no es posible encontrar sistemas de referencia inerciales en el sentido anterior, debido a que la curvatura del espacio-tiempo no es idénticamente nula. Sin embargo, siempre es posible anular en al menos un punto las fuerzas ficticias recurriendo a un sistema de coordenadas en el que los símbolos de Christoffel se anulen en el punto [2].

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Edward Morley (derecha) realizó el experimento físico en colaboración con Albert Michelson (izquierda), para verificar la existencia del éter. El resultado fallido del experimento es uno de

los sustentos fundamentales sobre los que se apoya la teoría de la relatividad especial de Einstein.

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MICHELSON-MORLEY (INEXISTENCIA DEL ETER Y V=C)

El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más importantes y famosos de la historia de la física. Realizado en 1887 por Albert Abraham Michelson (Premio Nobel de Física, 19071 ) y Edward Morley, está considerado como la primera prueba contra la teoría del éter. El resultado del experimento constituiría posteriormente la base experimental de la teoría de la relatividad especial de Einstein. [6]

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MICHELSON-MORLEY (INEXISTENCIA DEL ÉTER Y V=C)

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MICHELSON-MORLEY (INEXISTENCIA DEL ETER Y V=C)

The Light that will Light the Spark - The Michelson-Morley Experimenthttps://www.youtube.com/watch?v=uMaFB3jM2qs

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DILATACIÓN DEL TIEMPOLa dilatación del tiempo es el fenómeno predicho por la teoría de la relatividad, por el cual un observador observa que el reloj de otro (un reloj físicamente idéntico al suyo) está marcando el tiempo a un ritmo menor que el que mide su reloj.

La dilatación del tiempo explica por qué dos relojes de trabajo informarán diferentes tiempos después de diferentes aceleraciones. Por ejemplo, los astronautas de la ISS regresan de misiones de edades comprendidas haber un poco menos de lo que hubieran sido si hubieran permanecido en la Tierra y los satélites GPS funcionan porque se ajustan a la flexión similar de espacio-tiempo para coordinar con los sistemas de la Tierra [3]

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DILATACIÓN DEL TIEMPO

FÍSICA RELATIVISTAhttps://www.youtube.com/watch?v=H8cAHG5gljY

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PARADOJA DE LOS GEMELOSLa paradoja de los gemelos (o paradoja de los relojes), propuesta por Albert Einstein, es un experimento mental que analiza la distinta percepción del tiempo entre dos observadores con diferentes estados de movimiento. Los protagonistas son dos gemelos, y el primero de ellos hace un viaje en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. El otro se queda en la Tierra. Al regresar, el viajero es más joven que el gemelo terrestre debido a los efectos de la Teoría Especial de la Relatividad. Pero desde el punto de vista del viajero, el que se mueve alejándose es el que quedó en la Tierra, y el gemelo de la nave es quien tendría que envejecer más rápido [4].

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REFERENCIAS

[1]  Consulta web. Página visitada 01/06/2015

http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/history/einstein.html

[2] Consulta web. Página visitada 01/06/2015

http://www.space.com/17661-theory-general-relativity.html

[3] Consulta web. Página visitada 01/06/2015

http://www.emiliosilveravazquez.com/blog/2013/04/21/la-velocidad-de-la-luz-paradojas-relatividad/

[4] Consulta web. Página visitada 01/06/2015

http://www.neoteo.com/la-paradoja-de-los-gemelos/