Relatividad especial
La relatividad especial es el estudio del espacio y el tiempo y cómo cambian dependiendo del movimiento de dos objetos entre sí. Albert Einstein creó la teoría de la relatividad especial en 1905. La relatividad especial es diferente a la relatividad general, como en la relatividad especial, el movimiento de los objetos entre sí es uniforme. Eso significa que los objetos están en reposo o se mueven a una velocidad constante. Por lo tanto, los dos objetos no aceleran y solo viajan en línea recta. Una vez que uno o ambos objetos comienzan a acelerarse o moverse en una curva (no en línea recta) las leyes de la relatividad especial dejan de ser relevantes y tendríamos que comenzar a utilizar la teoría de la relatividad general para explicar la física de la relatividad. dos objetos. Sin embargo, en esta lección solo consideraremos objetos que son uniformes entre sí. Por lo tanto, solo nos centraremos en la teoría de la relatividad especial. También veremos cómo cambia el tiempo y la longitud en la relatividad especial, un fenómeno conocido como tiempo ylongitud adecuada .
Momento apropiado
En la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein, descubrió que el espacio y el tiempo estaban conectados. En lugar de tener solo las tres dimensiones espaciales, x , y y z , Einstein también descubrió que existe una cuarta dimensión, el tiempo t . Einstein también descubrió que el tiempo y la longitud de dos objetos en el mismo marco de referencia es relativo a su movimiento en relación con el otro. Por lo tanto, Einstein descubrió que si un objeto estaba en reposo y otro objeto se movía a una velocidad uniforme, su tiempo apropiado en relación con el otro sería diferente. Einstein descubrió que cuanto más rápido iba un objeto o más cerca estaba la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, c, que el tiempo de ese objeto parece ralentizarse en relación con el objeto en reposo. Albert Einstein definió este tiempo adecuado de cada objeto en relatividad especial con esta ecuación:
 |
Dónde
 |
se refiere al tiempo adecuado del objeto en reposo
 |
se refiere al tiempo del objeto en movimiento, v es la velocidad del objeto en movimiento y c es la velocidad de la luz.
Para explicar esta ecuación del tiempo adecuado, usemos un ejemplo. Suponga que hay dos personas en el mismo marco de referencia y una persona está en reposo y otra se mueve a 0.5 o la mitad de la velocidad de la luz. Digamos que estas dos personas permanecen en estos estados durante un año entero. La persona en movimiento tenía 1 año de edad, pero ¿cuánto tenía la persona en reposo en relación con la persona en movimiento? Si ponemos 1 año para el tiempo del objeto en movimiento y 0.5c como la velocidad del objeto en movimiento en la ecuación anterior, ¿qué tiempo apropiado obtenemos para la persona en reposo?
Obtenemos el tiempo adecuado de 1,14 años para la persona en reposo. Por lo tanto, la persona en movimiento envejeció más lentamente que la persona en reposo. Esto tiene sentido cuando se mira la teoría de la relatividad especial porque nos dice que cuanto más rápido va un objeto, más tiempo parece ralentizarse para ese objeto en relación con un objeto en reposo. Bastante bien, ¿eh?
Longitud adecuada
La longitud adecuada , al igual que el tiempo adecuado, se refiere a cómo cambia la longitud de un objeto en relación con un objeto en reposo, dependiendo de qué tan rápido se mueve el objeto en movimiento. Albert Einstein descubrió que cuanto más se acercaba la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, más contraído o acortado se vería este objeto en relación con el objeto en reposo. Einstein creó una ecuación para medir la longitud adecuada del objeto en movimiento. Aquí está la ecuación:
 |
donde L se refiere a la longitud adecuada del objeto en movimiento,
 |
se refiere a la longitud del mismo objeto en reposo, v se refiere a la velocidad del objeto en movimiento y c se refiere a la velocidad de la luz.
¿Qué establece la Teoría de la Relatividad de Einstein?
Aclaremos esto con un ejemplo. Digamos que una persona está en reposo y observa una regla de 1 metro que va a 0,5 de la mitad de la velocidad de la luz. ¿Cuál sería la longitud de la regla en su marco de referencia? Si ponemos 1 metro para la longitud del objeto en reposo y ponemos 0.5c como la velocidad v de la regla, ¿qué longitud adecuada obtenemos? Si calculamos la longitud adecuada de la regla en relación con el marco de referencia del observador en reposo, vemos que para el observador en reposo, ¡la regla tiene una longitud de 0,86 metros! Esto tiene sentido según la teoría de la longitud adecuada de la teoría de la relatividad de Albert Einstein; cuanto más rápido va un objeto, más se contrae en relación con un observador en reposo. Bastante ordenado, ¿verdad?
Resumen de la lección
- La relatividad especial es una teoría que Albert Einstein creó en 1905. En esta teoría, descubrió que el espacio y el tiempo están conectados en un continuo espacio-tiempo.
- Einstein descubrió que para un objeto en movimiento uniforme (que no se acelera y solo se mueve en línea recta), cuanto más rápido avanza un objeto (cuanto más se acerca la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz), el tiempo parece disminuir para este objeto en relación con un objeto en reposo. Por lo tanto, una persona que se mueve súper rápido a través del sistema solar parecería envejecer más lentamente en relación con una persona en reposo en la Tierra. A esto se le llama tiempo apropiado.
- De manera similar, Einstein descubrió que para un objeto en movimiento uniforme, cuanto más rápido avanzaba un objeto (cuanto más se acercaba la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz), la longitud de este objeto parecía contraerse para este objeto en relación con un objeto en reposo. A esto se le llama longitud adecuada.
Explora más sobre este tema
Selecciona un tema y sigue aprendiendo...
