Relatividad clásica: relación entre la distancia y el tiempo con el observador

Relatividad clásica: distancia y tiempo

La relatividad es solo una forma en que dos personas se ponen de acuerdo sobre lo que ven desde diferentes perspectivas. Uno de los ejemplos más obvios de relatividad es nuestra percepción de la distancia relativa. Los edificios parecen más pequeños cuando están más lejos. Incluso desde la misma distancia, los objetos pueden parecer diferentes según la perspectiva. Mirar una casa desde la esquina hace que los lados parezcan más cortos que si miramos la misma casa de frente. La relatividad nos permite acordar el tamaño del edificio independientemente de la distancia o la perspectiva desde la que se observe.

Ver una casa desde la esquina hace que los lados parezcan más cortos que si miramos la casa de frente

La relatividad se vuelve un poco más compleja cuando se trata de movimiento. La relatividad clásica proporciona una forma para que dos personas se pongan de acuerdo sobre lo que ven si una de esas personas se está moviendo.

Relatividad clásica: velocidad y movimiento

Dos personas pueden observar que el mismo evento es diferente según su perspectiva. Imagínese ir a dar una vuelta con su mejor amigo. Es un viaje largo, así que asegúrese de llevar un termo de café. Si conduce a una velocidad constante de 65 mph en línea recta por un tramo de carretera, puede servir fácilmente una taza de café. Ahora bien, esto es posible porque el automóvil, usted, el termo, el café y su taza viajan a una velocidad constante. Desde la perspectiva de usted y su amigo, el café no se mueve y, por lo tanto, parece tener una velocidad de 0 mph.

Si alguien lo estuviera viendo pasar, observaría que el café se mueve a una velocidad de 65 mph, es decir, la misma velocidad del automóvil. Ambas perspectivas son correctas. El café se mueve a 0 mph en relación con el automóvil y a 65 mph en relación con la carretera. Como 65 mph no es lo mismo que 0 mph, no es suficiente preguntar qué tan rápido se mueve algo. Debemos preguntarnos qué tan rápido se mueve un objeto en relación con otra cosa. En otras palabras, el movimiento es relativo.

Todo se mueve

Si está viendo este video mientras está sentado o parado, está viajando a 0 mph en relación al suelo. Sin embargo, la Tierra gira sobre su eje a 1000 mph. Además, la tierra gira alrededor del sol y el sol se mueve alrededor de nuestra galaxia. Eso es mucho movimiento. Decir que no te estás moviendo cuando estás sentado es exacto, pero solo en relación con el suelo.

Cuando está sentado quieto, en realidad se está moviendo junto con la tierra.

Ejemplo complejo

Veamos una situación un poco más compleja. Imagínese jugar a la pelota con su mejor amigo en la parte trasera de un camión que viaja a 65 mph por ese mismo tramo recto de carretera. Traiga a su entrenador y pídale que mida la velocidad de la pelota con una pistola de radar. Mientras juegas a atrapar, tu entrenador registra que lanzas la pelota a 50 mph. Su entrenador luego registra a su amigo lanzando la pelota a 40 mph. ¿Qué significan estas velocidades en términos de relatividad? Lanzaste la pelota a una velocidad de 50 mph en relación con el camión y tu amigo lanzó la pelota a una velocidad de 40 mph en relación con el camión.

Ahora consideremos qué sucede si el entrenador registra la velocidad de la pelota desde el borde de la carretera. Recuerde, el camión, junto con todo lo que hay en él, viaja hacia adelante con una velocidad de 65 mph. Cuando lanza en la misma dirección en la que se mueve el camión, la velocidad de la pelota se suma a la velocidad del camión. Su entrenador medirá la velocidad de la pelota a 115 mph si está parado al costado de la carretera. Vaya, eso es rápido. Más exactamente, la pelota se mueve a una velocidad de 115 mph en relación con la carretera.

¿Qué tan rápido observará su entrenador el lanzamiento de su amigo? Bueno, como la pelota se mueve en la dirección opuesta al camión, la velocidad se medirá a 25 mph. Más exactamente, la velocidad de la pelota es de 25 mph en relación con la carretera donde el entrenador realiza su medición. La velocidad de la pelota se resta de la velocidad del camión cuando se mueven en direcciones opuestas.

Ilustración del ejemplo complejo

Excepcion a la regla

La relatividad clásica se aplica a casi todo lo que observamos en nuestra vida diaria. Esto incluye caminar por la acera, correr en una carrera, mover automóviles e incluso reactores que se mueven rápidamente. Sin embargo, la relatividad clásica se rompe cuando se trata de velocidades extremadamente altas. La relatividad clásica no se aplica a la luz, que se mueve a una velocidad de 186,283 millas por segundo, eso es casi 300,000 km / seg. Esta velocidad es la misma independientemente del movimiento de la fuente o del observador.

Resumen de la lección

En resumen, la relatividad clásica proporciona una forma para que dos personas se pongan de acuerdo sobre lo que ven si una de las personas se está moviendo. Los objetos en movimiento tienen una velocidad que cambia según la perspectiva del observador. Para describir con precisión la velocidad de un objeto, debe expresarse en relación con algún otro objeto. Dos objetos que se mueven juntos con la misma velocidad no tienen velocidad relativa entre sí. Un observador estacionario percibirá que el objeto se mueve a la misma velocidad.

Si los objetos se mueven juntos a una velocidad constante, su velocidad relativa entre sí es cero. Las velocidades se pueden sumar o restar entre sí para determinar la velocidad relativa de un objeto. Los objetos que se mueven a la velocidad de la luz no siguen la relatividad clásica. Su velocidad es de 300.000 km / seg en relación con cualquier observador, estacionario o en movimiento.

Los resultados del aprendizaje

Después de ver esta lección, debería poder:

• Resumir clásico relativamente y cómo la velocidad es relativa
• Identificar la excepción a la relatividad clásica