lunes, 12 de octubre de 2009

FUERZAS DE INERCIA

Si nos desplazamos en un coche con velocidad constante y frenamos, somos lanzados hacia adelante. También sabemos que si tomamos una curva cerrada seremos expulsados radialmente y en sentido contrario al centro de la curva. ¿ Cuál es la causa de estas fuerzas llamadas de inercia? ¿Por qué la fuerza de inercia tiene igual módulo y dirección, pero sentido contrario que la fuerza que modifica el estado de reposo o movimiento constante de los cuerpos? Consideremos una masa en reposo en un sistema de referencia (S´) que se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia S . Cojamos como ejemplo al pasajero que va en su coche en línea recta , a velocidad constante respecto del S. de referencia Tierra, y frena bruscamente. ¿Qué es lo que ocurre? Mientras el coche vaya con velocidad constante las fuerzas que aplican por unidad de masa, tanto el pasajero como el coche, serán la misma (supongamos X unidades de fuerza por unidad de masa). Con lo cual la diferencia de fuerza por unidad de masa será nula, y por lo tanto no hay fuerzas de inercia. Pero si frenamos bruscamente estamos ejerciendo una fuerza, por ejemplo de Y unidades de fuerza por unidad de masa, con la misma dirección y de sentido contrario a la del coche. Por este motivo el coche pasa de tener aplicada o de aplicar X unidades de fuerza por unidad de masa a X-Y, fuerza resultante por unidad de masa entre la que aplica el coche y la del frenazo. Y como el pasajero sigue aplicando X unidades de fuerza por unidad de masa, la diferencia de fuerza por unidad de masa entre ambos es: X-(X-Y) = Y, es decir, tiene siempre el mismo módulo que la fuerza que ha modificado el estado de movimiento rectilíneo uniforme. ¿Y qué decir de la dirección y sentido de dicha fuerza? Si le ponemos a cada cuerpo su dirección y sentido, obtendremos para el pasajero Xi unidades de fuerza por unidad de masa y para el coche Xi- Yi. Siendo su diferencia de igual módulo y dirección, pero siempre de sentido contrario a la fuerza aplicada, +Yi. Se hallará el mismo resultado si el coche en vez de frenar, acelera. En este caso el pasajero aplicará una fuerza por unidad de masa de Xi, mientras que la del coche será Xi + Yi, siendo Yi la fuerza aplicada al coche. La diferencia por unidad de masa entre el pasajero y el coche es de Xi-(Xi+Yi) = -Yi. Con lo cual siempre tiene el mismo módulo y dirección, pero sentido contrario que la fuerza aplicada. La fuerza de Inercia es la diferencia de fuerza que aplica o aplicada, por unidad de masa, entre un sistema de referencia S´con movimiento rectilíneo uniforme o reposo y una masa situada en él, respecto de un sistema de referencia S cuando se aplica una fuerza sobre el sistema de referencia S´. Lo que equivale a la fuerza aplicada o que aplica la masa respecto del sistema de referencia S´.
Supongamos un tren que tiene una velocidad constante de 50 m/s respecto del sistema de referencia “Tierra” y en su interior hay un pasajero en reposo, ¿qué ocurriría si el tren disminuye hasta una velocidad de 40 m/s? El pasajero experimenta una fuerza, llamada de inercia, de “x” unidades. Si el tren disminuye de 50 m/s a 30 m/s, el pasajero tiene una fuerza aplicada de “y” unidades. Y si el tren disminuye de 50 m/s hasta el reposo, entonces el pasajero tendría una fuerza aplicada de “z” unidades. En definitiva lo que hemos hecho es trasladar el sistema de referencia “Tren” y situarlo a distintas velocidades respecto del sistema de referencia “Tierra”. Para el sistema de referencia “Tren” a 50 m/s el pasajero tiene aplicada o experimenta una fuerza de 0 unidades, para el sistema de referencia “Tren” a 40 m/s es de “x” unidades, para el sistema de referencia “Tren” a 30 m/s es de “y” unidades y para el sistema de referencia “Tren” en reposo sería de “z” 
unidades, siendo z superior a "y" e "y" superior a x. Observamos que en el sistema de referencia “tren en reposo” el pasajero tiene una fuerza aplicada de z unidades y sin embargo para el sistema de referencia “Tierra” ( que es el mismo que el sistema de referencia “tren en reposo” ) el pasajero no tiene fuerza aplicada, según la definición de fuerza. Con lo cual nos encontramos con una contradicción : el pasajero tiene una fuerza aplicada o no la tiene respecto del sistema de referencia. Si definimos fuerza como masa por velocidad constante, resolvemos la contradicción. La fuerza aplicada sobre el pasajero seria: F = mvcte = m50 = z.
 Por lo tanto se concluye que la fuerza aplicada sobre el pasajero depende del sistema de referencia elegido. Las fuerzas de inercia nos demuestran que la fuerza aplicada a un cuerpo es relativa.
 
Nota 1: la fuerza aplicada sobre el pasajero es la misma tanto para el sistema de referencia “Tren en reposo” como para el sistema de referencia “Tierra”, pero tienen distinta apariencia. Para el sistema de referencia “tren en reposo” el pasajero tiene aplicada una variación de fuerza por unidad de tiempo, durante el tiempo t que tarda el pasajero en pasar del reposo a la velocidad de 50 m/s (tiene una aceleración). Para el sistema de referencia “tierra” el pasajero tiene una fuerza aplicada de valor: F = mvcte = m50, porque el pasajero tiene una velocidad constante. En definitiva sobre el pasajero actúa una fuerza cuyo valor es:
F = mvcte = m50 = ΔFt/Δt = z



Nota 2 :Considero que el pasajero tiene una fuerza aplicada respecto del sistema de referencia “coche”. Es una fuerza que cumple perfectamente con la definición de fuerza pero que choca con la intuición que para que haya una fuerza aplicada tiene que haber contacto entre dicha fuerza y la masa. De ahí que se considere que la causa del movimiento del pasajero no es una fuerza sino la inercia del pasajero a continuar en su estado de movimiento. Si la fuerza, en lugar de aplicarla sobre el coche, la aplicáramos sobre el pasajero en el sentido del movimiento del coche obtendríamos la misma aceleración que en el caso anterior. En este caso sí se consideraría real la fuerza y sin embargo las dos fuerzas producen la misma aceleración sobre el pasajero. ¿ No será que nuestra intuición falla y que no tiene necesariamente que haber contacto entre la fuerza aplicada y la masa para que exista la fuerza? Esto sería cierto si la fuerza aplicada se conservara, cuando deja de aplicarse, en ausencia de otras fuerzas que actúen sobre ella. Si esto es así la fuerza dependería del sistema de referencia elegido. La fuerza sería un concepto relativo. La historia demuestra que el comprender la relatividad de los conceptos ( del arriba y del abajo, del espacio, de la velocidad) no fue fácil para la humanidad. Los humanos tendemos a atribuir a los conceptos el carácter de absoluto si su relatividad no es evidente en la experiencia cotidiana.

REFLEXIONES EN LA SOLEDAD

VIGESIMACUARTA REFLEXIÓN

El tiempo es un movimiento repetitivo, cíclico, de duración ilimitada. Si a cada movimiento cíclico le asociamos un número natural, estaremos creando un sistema de referencia tiempo para cualquier acontecimiento. De esta manera el comienzo de todo suceso queda representado por un número y su final por otro número posterior. Con lo cual todo fenómeno, referido al sistema de referencia “tiempo”, tiene una sola dirección: la de avanzar hacia el futuro y nunca puede retroceder al pasado.

El tiempo transcurrido entre dos acontecimientos en un determinado sistema de referencia es igual al tiempo medido más la diferencia entre los tiempos de llegada de la información, del primer y del segundo acontecimiento, al sistema de referencia.

Solamente medimos el tiempo transcurrido entre dos acontecimientos cuando el tiempo de llegada de la información del primer acontecimiento es el mismo que el tiempo de llegada de la información del segundo acontecimiento en un determinado sistema de referencia.

VIGESIMAQUINTA REFLEXIÓN

La relación entre las transformaciones de Lorentz y las ecuaciones de Galileo queda reflejada por la razón entre dos triángulos rectángulos semejantes. En el triángulo rectángulo más pequeño, la hipotenusa es la distancia recorrida por la partícula en el S. de referencia S´en las transformaciones de Lorentz (X´L) y uno de los catetos es la distancia recorrida por la partícula en el S. de referencia S´de las ecuaciones de Galileo (X´G). En el triángulo rectángulo mayor la hipotenusa es la distancia recorrida por la partícula en el S. de referencia S en las transformaciones de Lorentz (XL) y el cateto homólogo es la distancia recorrida por la partícula en el S. de referencia S en las ecuaciones de Galileo (XG). Con lo cual la relación entre los dos triángulos rectángulos es: X´L/X´G = XL/XG siendo esta la relación entre las transformaciones de Lorentz y las ecuaciones de Galileo.

VIGESIMASEXTA REFLEXIÓN


Si los electrones absorben y emiten fotones, INDUDABLEMENTE los electrones están compuestos de FOTONES.

viernes, 18 de septiembre de 2009

EL TREN DE EINSTEIN

Imaginemos un tren que marcha a la velocidad de 240.000 km/s. Supongamos que nos encontramos en la cabeza del tren y que en la cola de éste se enciende una bombilla. Reflexionemos cuáles pueden ser los resultados de la medición del tiempo requerido por la luz para llegar desde un extremo del tren al otro extremo. Puede parecer que este tiempo se diferenciará del que se obtenga en un tren en reposo. En realidad, respecto del tren que marcha a la velocidad de 240.000 kilómetros por segundo, la luz debería tener una velocidad de 300.000-240.000 = 60.000 km/s, en dirección del movimiento del tren. Si colocamos la bombilla en la cabeza del tren y medimos el tiempo requerido por la luz para llegar hasta el último vagón, puede parecer que la velocidad de ésta, en dirección contraria al movimiento, será de 240.000 + 300.000 = 540.000 km/s (la luz y el vagón de cola van al encuentro el uno del otro). Resulta ser que en el tren en marcha la luz debería propagarse a diferentes velocidades en la dos direcciones, mientras que en un tren en reposo esta velocidad debería ser igual en ambas direcciones. Nuestro razonamiento parece demostrar que la propagación de la luz se encuentra en brusca contradicción con el principio de la relatividad del movimiento. Mientras que la bala, tanto en el tren en reposo como en el tren en movimiento, se mueve a una misma velocidad respecto a las paredes del vagón, la luz en el tren que marcha a una velocidad de 240.000 km /s debería propagarse en una dirección a una velocidad cinco veces menor y en la otra a una velocidad 1,8 veces más rápida que en el tren en reposo. La contradicción entre la propagación de la luz y el principio de la relatividad del movimiento fue deducido exclusivamente de los razonamientos. Pero el juez supremo de cualquier teoría física es el experimento. Y por esto debemos dirigirnos a los experimentos que nos mostrarán cómo en realidad se propaga la luz en estas condiciones. Semejante experimento fue efectuado por Michelson, en 1881, que midió con gran exactitud la velocidad de la luz en diferentes direcciones respecto a la Tierra. La propagación de la luz en el laboratorio móvil resultó ser en realidad completamente diferente a la esperada por nuestros razonamientos. Michelson descubrió que, en la Tierra en movimiento, la luz se propaga en todas direcciones a una velocidad idéntica. En este sentido la propagación de la luz transcurre de una forma idéntica al movimiento de la bala y a velocidad constante respecto a las paredes del laboratorio en todas direcciones. El experimento de Michelson demostró que el fenómeno de la propagación de la luz no contradice el principio de la relatividad del movimiento. Nuestros razonamientos resultaron ser erróneos. Pero, ¿ cuál es el error?.

Texto sacado del libro “¿Qué es la teoría de la relatividad? De Landau/Rumer


EXPLICACIÓN


Sabemos que la velocidad de la luz en el tren en reposo es idéntica en las dos direcciones. Porque la distancia que recorre la luz es la misma en las dos direcciones (distancia desde el vagón de cola al de cabeza) y el tiempo que tarda en recorrer esta distancia es idéntico en las dos direcciones, luego la velocidad es la misma en las dos situaciones. Para el tren móvil la distancia de un extremo del tren al otro es idéntica a la del tren en reposo e igual para las dos direcciones, por lo tanto el tiempo en recorrer esa distancia es el mismo que para el tren en reposo y como consecuencia la velocidad es igual en las dos direcciones e idéntica a la velocidad de la luz en el tren en reposo. La distancia “d” entre dos puntos cualesquiera de un sistema de referencia es la misma estando el sistema de referencia en reposo o si éste tiene movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia. Si esa distancia es recorrida por un cuerpo en un tiempo “t” estando el S. de referencia en reposo, tardará el mismo tiempo “t” cuando el S. de referencia tenga un movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia. Por consiguiente la velocidad del cuerpo es la misma estando el sistema de referencia en reposo o si éste tiene movimiento rectilíneo uniforme. La velocidad de la luz en el vacío es de aproximadamente 300.000 km/s respecto del S. de referencia donde se encuentra la fuente, en reposo, que la produce.

Ocurre algo muy diferente si lo que queremos hallar es la velocidad de la luz en las dos direcciones para el S. de referencia “Tierra”. Consideramos el origen del S. de referencia Tierra al punto terrestre correspondiente a la fuente de luz cuando el tren está en reposo. Para el S. de referencia Tierra la velocidad de la luz en la dirección del movimiento del tren es de 240.000, velocidad del tren, + 300.000 (velocidad de la luz respecto del S. de referencia Tren) = 540.000 km/s, con lo cual la distancia recorrida por la luz en esta dirección es mayor para el S. de referencia Tierra que para el sistema de referencia “Tren”. Sin embargo el tiempo que tarda en el recorrido es el mismo para los dos sistemas de referencia, puesto que en la misma proporción que aumenta la velocidad aumenta la distancia recorrida y por ello el cociente: espacio/velocidad = t es idéntico en ambos sistemas de referencia. La propagación de la luz en la dirección contraria es de 300.000 – 240.000 = 60.000 km/s para el S. de referencia Tierra y como consecuencia la distancia recorrida es menor que para el S. de referencia Tren, pero al igual que en el caso anterior el tiempo es igual en los dos sistemas de referencia. La distancia que aumenta en la dirección del movimiento del tren es la misma que disminuye en la dirección contraria, por lo que la distancia entre el vagón de cola y el de cabeza es idéntica en los dos sistemas de referencia.

Si la fuente de luz en lugar de encontrarse en el tren estuviese situada en la tierra, la velocidad de la luz sería la misma en las dos direcciones para el S. de referencia Tierra. Sin embargo, para el S. de referencia Tren la velocidad de la luz es de 300.000 – 240.000 = 60.000 km/s en la dirección del movimiento del tren y de 300.000 + 240.000 = 540.000 km/s en la dirección del vagón de cola.


Consideremos un tren de 5.400.000 kilómetros de longitud que marcha rectilínea y uniformemente a una velocidad de 240.000 km/s. Supongamos que en algún momento en el centro del tren se enciende una bombilla. En el primero y último vagón van instaladas unas puertas automáticas que se abrirán el momento en que la luz incida sobre ellas. ¿Qué verá la gente que va en el tren y qué verá la gente que se encuentra en el andén?.

Explicación según la Teoría de la Relatividad


La gente que va sentada en los vagones del centro del tren verá lo siguiente. Ya que de acuerdo al experimento de Michelson, la luz se propaga respecto al tren a igual velocidad en todas direcciones, es decir, a 300.000 km/s, pasados nueve segundos (2.700.000/300.000) la luz alcanzará simultáneamente al primero y último vagón y ambas puertas se abrirán a un mismo tiempo. ¿Qué es lo que verá la gente en el andén? Respecto a este andén la luz también se propaga a una velocidad de 300.000 km/s. Pero el último vagón marcha al encuentro del rayo de luz. Por esto la luz se encontrará con el último vagón dentro de 2.700.000/(300.000+240.000) = 5s. El rayo de luz, por el contrario, debe alcanzar al vagón delantero y, por tanto, se encontrará con éste solamente transcurridos 2.700.000/(300.000-240.000) = 45s. Así es que a la gente del andén le parecerá que las puertas del tren no se abren simultáneamente. Primero se abrirá la puerta de atrás y pasados 40 segundos se abrirá la puerta de delante.
Texto sacado del libro “¿Qué es la teoría de la relatividad? De Landau/Rumer

Interpretación considerando la velocidad de la luz relativa

Las distancias recorridas por la luz, tanto en la dirección del movimiento del tren (hacia la cabeza del tren) como en la dirección contraria (hacia la cola del tren), son diferentes para los dos sistemas de referencia. Para el S. de referencia “Tren” la luz recorre la misma distancia en las dos direcciones, es decir, 2.700.000 kilómetros. Sin embargo, para el S. de referencia Tierra la luz en la dirección del movimiento del tren recorre 4.860.000 kilómetros mientras que la luz en dirección a la cola del tren recorre una distancia de 540.000 kilómetros. Por lo tanto en el S. de referencia Tren el tiempo en las dos direcciones es: t = 2.700.000/300.000 = 9s, y como consecuencia las dos puertas se abrirán al mismo tiempo. Para el S. de referencia Tierra en la dirección hacia la cabeza del tren es: t = 4.860.000/540.000 = 9s, y para la dirección contraria es de 540.000/60.000 = 9s. Con lo que las puertas se abren también simultáneamente para el S. de referencia Tierra.


EXPLICACIÓN

En el sistema de referencia Tren el origen del S. de referencia es la fuente de luz, es decir, el centro del tren y en el S. de referencia Tierra es el punto terrestre correspondiente a la fuente de luz cuando el tren se encuentra en reposo. La velocidad de la luz en el vacío es de 300.000 km/s, para el sistema de referencia donde se encuentra la fuente de luz. Con lo que para el S. de referencia Tren la velocidad de la luz es de 300.000 km/s, mientras que para el S. de referencia Tierra la velocidad de la luz en la dirección del movimiento del tren es de 300.000 + 240.000 = 540.000 km/s y en la dirección hacia la cola es de 300.000 – 240.000 = 60.000 km/s. La distancia recorrida por la luz en las dos direcciones es de 2.700.000 kilómetros para el S. de referencia Tren, mientras que para el S. de referencia Tierra la luz recorre en la dirección a la cabeza del tren 4.860.000 kms y en la dirección contraria recorre 540.000 kms. La cola del tren se acerca a 240.000 kms cada segundo al origen del S. de referencia Tierra y la cabeza del tren se aleja del origen a la misma velocidad. La misma distancia que se acorta en una dirección se alarga en la dirección contraria. A los 9 segundos, respecto del sistema de referencia Tierra, el primer rayo de luz se encuentra situado a 540.000 kms del origen de este sistema de referencia y el segundo rayo a 4.860.000 kms, coincidiendo respectivamente con la puerta trasera y delantera del tren.



De nuevo nos sentamos en el tren de Einstein. Ante nosotros un ferrocarril muy largo por el que marcha el tren. La distancia entre dos estaciones es de 864.000.000 de kilómetros. A una velocidad de 240.000 km/s el tren necesitará una hora para recorrer esta distancia. En ambas estaciones hay relojes. En la primera estación se sienta en un vagón un pasajero que antes de salir el tren comprueba su reloj con el de la estación. Supongamos que el pasajero envía con una linterna que está puesta en el suelo del tren un rayo de luz al techo de éste. En el techo del tren hay un espejo en el que el rayo de luz se refleja hacia la bombilla de la linterna. Según la Teoría de la Relatividad ocurrirá que para el pasajero el camino del rayo de luz es una línea recta que une la linterna con el espejo. Para el observador que se encuentra en la estación este camino es completamente diferente . En el tiempo que tarda el rayo de luz en recorrer el camino desde la bombilla hasta el espejo, éste último, debido al movimiento del tren, se desplazará. Mientras el rayo de luz retorna, la bombilla se desplazará todavía más en otro tanto. Como vemos, para los observadores del andén la luz evidentemente recorrió una distancia mayor que para los observadores del tren. Por otra parte, según esta teoría, la velocidad de la luz es absoluta, y es igual para aquellos que viajan en el tren como para aquellos que se encuentran en el andén. Este hecho les obliga a sacar una conclusión: entre el envío y el regreso del rayo de luz, en el andén transcurrió más tiempo que en el tren. Supongamos que el observador del andén estableció que entre el envío y el regreso del rayo de luz trascurrieron 10 segundos. Durante estos 10 segundos la luz recorrió una distancia 300.000 x 10 = 3.000.000 kms. De aquí se deduce que cada uno de los lados AB y BC del triángulo isósceles ABC es de 1.500.000 kms. El lado AC es igual al camino recorrido por el tren en 10 segundos, es decir, 240.000 x 10 = 2.400.000 kms. Ahora es fácil determinar la altura del vagón, que será la altura BD del triángulo ABC. En el triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa AB es igual a la suma de los cuadrados de los catetos (AB y BD). De la igualdad: AB al cuadrado = AD al cuadrado + BD al cuadrado se deduce que la altura del vagón BD = (AB2 – AD2)1/2 = [1.500.000 al cuadrado – 1.200.000 al cuadrado] elevado a 1/2 = 900.000 kms. El camino recorrido por el rayo de luz desde el suelo del vagón hasta el techo de éste, y en dirección contraria, desde el punto de vista del pasajero, es igual, por lo visto, a la altura duplicada, es decir, a 2 x 900.000 = 1.800.000 kms. Para recorrer este camino la luz requiere 1.800.000/300.000 = 6 segundos.
Texto sacado del libro “¿Qué es la teoría de la relatividad? De Landau/Rumer

EXPLICACIÓN

La velocidad de la luz respecto al S. de referencia Tren es de 300.000 km/s, puesto que la luz tiene esa velocidad en el vacío con respecto al S. de referencia donde se encuentra la fuente que la produce. Para saber la velocidad de la luz respecto del S. de referencia Tierra tenemos que hallar la relación de velocidades con el triángulo rectángulo formado por el recorrido de ida de la luz. Para el S. de referencia Tierra el recorrido de la luz forma un triángulo isósceles ABC. Si consideramos el triángulo rectángulo formado por el camino de ida de la luz tenemos la hipotenusa AB, velocidad de la luz respecto al S. de referencia Tierra, y los catetos DB (velocidad de la luz respecto al S. de referencia Tren) y AD , velocidad del tren, es decir, de la fuente de luz (linterna) respecto del S. de referencia Tierra. Para el S. de referencia Tren A=C=D= fuente de luz (linterna) y por lo tanto la trayectoria del rayo de luz es una línea recta que une la linterna con el espejo. Utilizando el teorema de Pitágoras hallamos la velocidad de la luz respecto al sistema de referencia Tierra:

AB al cuadrado = AD al cuadrado + DB al cuadrado = 240.000 al cuadrado + 300.000 al cuadrado
AB = (1,476x10 elevado a 11)elevado a 1/2 = 384.187,445 km/s
Si para el sistema de referencia Tierra la luz tardó en su recorrido 10 segundos, ¿cuánto tiempo tarda para el S. de referencia Tren? Cogiendo de nuevo el triángulo rectángulo formado por el recorrido de ida de la luz (pero para hallar la relación entre las distancias) hallamos la altura del tren. Para ello utilizaremos el triángulo rectángulo cuya hipotenusa (AB) es la distancia recorrida por la luz a los 5 segundos para el S. de referencia Tierra y los catetos son la distancia recorrida por el tren a los 5 segundos para el sistema de referencia Tierra (AD) y el otro la altura del tren o distancia recorrida por la luz, en su camino de ida, para el S. de referencia Tren. La altura sería :
AB = 384.187,44 x 5 = 1.920.937,22 kms
AD = 240.000 x 5 = 1.200.000 kms
h = (1.920.937,22 al cuadrado – 1.200.000 al cuadrado) elevado a 1/2 = 1.500.000 kms
Con lo cual el tiempo para el S. de referencia Tren es:
t = 2h/300.000 = h/150.000 = 1.500.000 /150.000 = 10 segundos
Por lo tanto queda demostrado que el tiempo es el mismo para los dos sistemas de referencia.


CONCLUSIÓN

La velocidad de la luz en el vacío es aproximadamente de 300.000 km/s respecto del S. de referencia donde se encuentra la fuente que la produce (por supuesto en reposo respecto a éste), en todas direcciones y para todos aquellos sistemas de referencia con movimientos rectilíneos uniformes a lo cuales llega la luz procedente de este S. de referencia. Para el resto de los sistema de referencia que se muevan respecto al primero con movimientos rectilíneos uniformes, la velocidad de la luz es relativa y además diferente en distintas direcciones. Por lo tanto la velocidad de la luz depende del sistema de referencia donde tenga lugar la medición.


NOTA:

En los experimentos anteriores no podemos utilizar las transformaciones de Lorentz, puesto que ya considera la velocidad de la luz constante para los sistemas de referencia S y S´. Tendremos que utilizar los datos de los experimentos y hacer las operaciones oportunas con arreglo al movimiento de los cuerpos.

domingo, 13 de septiembre de 2009

ENERGIA DE UN CUERPO A VELOCIDAD CONSTANTE


Trabajo de un cuerpo a velocidad constante producido por una fuerza constante



Lo podemos definir como el producto de su cantidad de movimiento por la distancia recorrida por el cuerpo en una unidad de tiempo.
El cuerpo se desplaza una distancia “x” el doble que cuando el cuerpo cambia de velocidad de forma constante.

La energía es la capacidad que posee un cuerpo para producir trabajo y por lo tanto la energía a velocidad constante de una masa sería la siguiente:
Evcte = mvctex/t = m(vcte)2
Siendo la fuerza, la aplicada al cuerpo hasta conseguir la velocidad constante y donde “t” es el tiempo que transcurre en recorrer la distancia “x” a dicha velocidad constante.
x/t = vcte

La energía a velocidad constante de una masa es el doble de su energía cinética.
De aquí deducimos que E = mc2 es el caso particular en el que las partículas tienen la velocidad de la luz.


NOTA: La fuerza aplicada a un cuerpo se conserva, cuando deja de aplicarse, en ausencia de otras fuerzas que actúen sobre él.
La energía a velocidad constante es la masa por la velocidad constante al cuadrado.

REFLEXIONES EN LA SOLEDAD

DECIMOCUARTA REFLEXIÓN



La energía de una masa a velocidad constante es el doble que su energía cinética.
Evcte = 2 Ec

DECIMOQUINTA REFLEXIÓN

La interpretación correcta de los experimentos es el talón de Aquiles de la Ciencia.

DECIMOSEXTA REFLEXIÓN

Las ecuaciones de la Relatividad General nos relacionan las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo con la trayectoria que sigue dicho cuerpo.

DECIMOSÉPTIMA REFLEXIÓN

El aumento de fuerza constante para un determinado espacio y tiempo es lo que produce la aceleración de la gravedad.

DECIMOCTAVA REFLEXIÓN

La velocidad de las partículas dependen del sistema de referencia elegido. ¿ Qué tienen de especial las partículas de la luz para que sean la única excepción?
No comprendo como podéis seguir manteniendo que la velocidad de la luz es constante, cuando con un simple experimento se demuestra que no lo es. Un coche se desplaza a una velocidad de 200 km/h, con los faros encendidos, respecto del sistema de referencia “Tierra”. ¿ Qué velocidad tiene la luz de estos faros respecto de cada sistema de referencia? Para el sistema de referencia “Coche” la luz tiene una velocidad aproximada de 300.000 km/s y para el sistema de referencia “Tierra” es de 300.000,05 km/s. En este experimento no podemos utilizar las fórmulas de la Teoría de la Relatividad, puesto que ya considera la velocidad de la luz constante. Tendremos que utilizar los datos del experimento y hacer las operaciones oportunas con arreglo al movimiento de los cuerpos.
Me recuerda al cuento del rey desnudo, ¿ cuántos tienen que gritar para que se rectifique este error?Reúnanse en un Congreso y rectifiquen este error que ya dura más de un siglo y que perdurará miles de años si se sigue haciendo oídos sordos.

DECIMONOVENA REFLEXIÓN

Los fotones que tienen la misma longitud de onda están compuesto del mismo número de fotones elementales, es decir, tienen la misma masa. Por supuesto es una hipótesis, hasta que no sea confirmada o rechazada por los experimentos.

VIGÉSIMA REFLEXIÓN

Las ecuaciones α de Galileo nos relacionan un sistema de referencia no inercial con otro inercial, ecuaciones de Galileo. Las transformaciones de Lorentz es el caso particular en el que además de la fuerza aplicada al cuerpo existe otra fuerza, actuando sobre el sistema de referencia, perpendicular a la dirección del movimiento del sistema de referencia o a la dirección del movimiento del cuerpo.


La distancia que recorre un cuerpo (incluida la luz) en un sistema de referencia en movimiento rectilíneo uniforme es menor que la distancia recorrida por este mismo cuerpo, si actúa sobre él, además de la fuerza aplicada, una fuerza perpendicular a la dirección de su movimiento aplicada sobre el sistema de referencia.

VIGESIMAPRIMERA REFLEXIÓN

Dios no gobierna con la ética sino con leyes físicas de especial trascendencia.

VIGESIMASEGUNDA REFLEXIÓN

Si utilizamos una unidad de medida indivisible, el valor de la medida es siempre un múltiplo entero de dicha unidad.


La energía es materia en movimiento y como la materia es discontinua, la energía también lo es.

VIGESIMATERCERA REFLEXIÓN

Para que el movimiento de los cuerpos tenga lugar en todas direcciones es necesario y suficiente con que el espacio sea de tres dimensiones.

jueves, 6 de agosto de 2009

REFLEXIONES EN LA SOLEDAD

UNDÉCIMA REFLEXIÓN

La misión de la especie Humana no es solamente buscar vida en el Universo, sino expandirla por todos sus confines.

DUODÉCIMA REFLEXIÓN

La desviación del eje de giro del Sol es lo que produce la rotación del perihelio de los Planetas.

DECIMOTERCERA REFLEXIÓN

Una determinada longitud se puede dividir en infinitas partes, pero para un momento determinado solamente está dividida en un número finito de partes.

Una cosa es las posibles partes y otra las partes concretas en la cual dividimos un conjunto en un determinado instante de tiempo.

martes, 21 de julio de 2009

RELACIÓN ENTRE LA REALIDAD Y LAS MATEMÁTICAS

El hecho de que las matemáticas se acomoden a la realidad es probablemente porque la estructura u organización de las matemáticas es idéntica a la estructura de la realidad. La matemática es un sistema cuya estructura está basada en las relaciones existentes entre un indeterminado número de unidades elementales: los números. La unión de varias unidades elementales da lugar a una nueva estructura perfectamente individualizada, y por lo tanto claramente identificable, sin que por ello las unidades elementales pierdan su propia identidad. Lo que ocurre es que la unión de ellas crea otra individualidad distinta a las que tenían por separado. Puesto que toda la estructura está compuesta de unidades elementales, cualquier elemento de ella puede ser relacionado con los demás. Todo elemento, excepto la totalidad en su conjunto, es un individuo dentro de un conjunto mayor y así sucesivamente...La organización de la realidad, al igual que las matemáticas, se basa en las relaciones, mediante las fuerzas, entre las innumerables unidades: los fotones elementales (única partícula existente, compuesta de vacío fuertemente concentrado debido a su gran velocidad de rotación). La unión de los fotones elementales da como resultado un conjunto que adquiere su propia identidad y que a su vez formará parte de otro conjunto más amplio, también con unas características claramente identificables, y así indefinidamente...Cada partícula es una pieza más dentro de este engranaje llamado Cosmos, pero perfectamente coordinada con el resto.

EL PROBLEMA DE LA MEDIDA

En el mundo macroscópico el sistema de partículas que utilizamos como aparato de medida no modifica la trayectoria del cuerpo objeto de estudio. La fuerza aplicada sobre el cuerpo por el aparato de medida no altera la fuerza resultante aplicada sobre éste, en cada instante de tiempo, antes de la observación. La trayectoria del cuerpo está determinada por las fuerzas aplicadas sobre él, en cada instante de tiempo. El cuerpo tiene el mismo estado tanto antes como después de la observación. Si utilizamos un aparato de medida que modifique la trayectoria del cuerpo, entonces no tendrá el mismo estado antes que después de la observación. Para el conocimiento del micromundo tenemos que utilizar un aparato de medida que altera la trayectoria de la partícula estudiada, por lo tanto tendrá una trayectoria antes y otra después de la observación. Antes de la observación la partícula está totalmente determinada por la fuerza resultante aplicada sobre ella en todo instante de tiempo y además en un estado perfectamente definido. Después de la observación la partícula está determinada por las fuerzas que actúan sobre ella (incluida la aplicada por el aparato de medida) en cada instante de tiempo y está en un estado definido diferente del anterior. La observación ha cambiado el estado de la partícula. Antes de la medida la partícula tiene una trayectoria determinada y única. Después de la observación tiene otra trayectoria determinada y única.


CONCLUSIÓN

Antes de la observación tanto en el mundo macroscópico como en el microscópico la partícula tiene una trayectoria determinada y única. Después de la observación, en el mundo macroscópico,la partícula sigue con la misma trayectoria mientras que en el micromundo cambia de trayectoria. La realidad está determinada y en un estado definido pero al conocerla, mediante el proceso de la medición, en el mundo microscópico alteramos su estado. Sabremos la trayectoria de la partícula antes de la observación si conocemos la fuerza que aplica el aparato de medida sobre la partícula.

miércoles, 8 de julio de 2009

REFLEXIONES EN LA SOLEDAD

SEPTIMA REFLEXIÓN


El Universo tiene su comienzo en un espacio eterno e infinito, EL VACÍO, y con una sola regla de juego: EL MOVIMIENTO.

El vacío necesariamente se mueve, aunque nosotros no estamos capacitados para percibirlo.

La materia es vacío fuertemente concentrado debido a su gran velocidad de rotación.

Las llamadas partículas fundamentales están compuestas de fotones y éstos a su vez por fotones elementales ,vacío fuertemente concentrado, única partícula existente.

Toda partícula tiene masa, siendo ésta igual al número de fotones elementales que contiene.

Posiblemente la velocidad de rotación del fotón elemental sea equivalente a una velocidad lineal de aproximadamente 300.000 km/s (velocidad de la luz) respecto de un sistema de referencia situado en él.

En definitiva la única realidad existente es EL VACÍO, único protagonista de la Historia del Universo.

OCTAVA REFLEXIÓN


La constante γ = 1/(1-V2/c2)1/2, de las transformaciones de Lorentz, significa la cantidad de veces que es mayor la distancia recorrida por un cuerpo que además de la fuerza aplicada sobre éste actúa sobre él una fuerza externa perpendicular a la dirección del cuerpo, respecto de la distancia que recorre este mismo cuerpo cuando actúa sobre él solamente la fuerza aplicada.



NOTA:La fórmula tiene errores tipográficos, la V y la C están elevadas al cuadrado y el paréntesis está elevado a un medio.

NOVENA REFLEXIÓN


La luz está compuesta de partículas de distinta masa, diferente cantidad de fotones elementales, que viajan en el vacío aproximadamente a 300.000 km/s respecto de la fuente emisora y que aplican unas fuerzas directamente proporcionales a sus masas.

La ley de propagación de la luz en el vacío nos dice que la luz viaja aproximadamente a 300.000 km/s respecto del sistema de referencia donde se encuentra, en reposo, la fuente que la produce, estando tanto el sistema de referencia en reposo como en movimiento rectilíneo uniforme (respecto de otro sistema de referencia).

El experimento de MICHELSON-MORLEY nos demuestra que la velocidad de la luz, para el sistema de referencia donde la fuente que la produce está en reposo, es la misma en todas direcciones.

La velocidad de la luz es constante respecto al sistema de referencia donde se encuentra en reposo la fuente que la produce y en todos aquellos sistemas de referencia, con velocidades constantes los unos con respecto a los otros, donde llega la luz procedente de una fuente cualquiera.

DÉCIMA REFLEXIÓN


En el mundo del hombre la verdad se torna mentira y las mentiras verdades. Nos escudamos y cubrimos con un velo de ignorancia, mentiras y supersticiones para no ver más allá de nuestras propias limitaciones.

La intolerancia se alimenta del engaño y la mentira y surge del más oscuro de los abismos.

La verdad se esconde en recónditos lugares, en mentes sencillas, y se cuela por las rendijas de la más profunda intransigencia.

domingo, 14 de junio de 2009

REFLEXIONES EN LA SOLEDAD

SEGUNDA REFLEXIÓN




La fuerza constante (en módulo, dirección y sentido) aplicada a una masa en un determinado sistema de referencia se conserva, cuando deja de aplicarse, en ausencia de otras fuerzas que actúen sobre ella.

Si sobre un cuerpo situado en un sistema de referencia S no actúa fuerza, el cuerpo se encuentra en reposo en este sistema de referencia o tiene movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia S´.

La fuerza constante aplicada a una masa en un determinado sistema de referencia es la misma estando el sistema de referencia en reposo o si éste tiene movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia.


TERCERA REFLEXIÓN



Las leyes del movimiento de los cuerpos en un determinado sistema de referencia, son las mismas tanto si el sistema de referencia está en reposo como si éste tiene movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia.


Una fuerza constante aplicada a una masa le produce una determinada aceleración, durante un intervalo de tiempo finito, el tiempo estrictamente necesario para que la masa adquiera una velocidad constante y única (directamente proporcional a la fuerza aplicada).


CUARTA REFLEXIÓN




Un cuerpo con velocidad constante, movimiento rectilíneo uniforme, tiene una fuerza constante permanentemente aplicada.

La fuerza aplicada a una masa en un determinado sistema de referencia es igual a la fuerza que posteriormente aplica ésta, en ausencia de otras fuerzas.



QUINTA REFLEXIÓN


En un choque elástico entre dos partículas,la fuerza ganada por una partícula es la que pierde la otra. Si la fuerza ganada o perdida por una partícula es cero, entonces las fuerzas que se ejercen la una sobre la otra son iguales, de la misma dirección y de sentidos contrarios.


SEXTA REFLEXIÓN


La definición actual de unidad de fuerza en el sistema internacional es la siguiente: es la fuerza que aplicada a una masa de un kilo le produce una aceleración de un m/s cada segundo. Toda definición de fuerza tiene que ser siempre correcta y esta no lo es por los siguientes motivos:
. Si la fuerza actúa permanentemente el cuerpo adquiriría una velocidad infinita, lo cual es totalmente falso.
. No puede ser cierta durante un determinado intervalo de tiempo y luego dejar de serlo, instante en que la masa tiene la velocidad de la luz.
. En la definición actual de fuerza no se contempla el hecho de que una fuerza permanentemente aplicada a una masa no produzca aumento de velocidad. Y esto es lo que ocurre cuando la masa llega a 300.000 km/s; tiene que ser una proposición añadida la que tenga en cuenta este fenómeno. Lo cual no es correcto porque debe de estar incluida en la propia definición de fuerza.
Por todo lo dicho anteriormente me permito proponer tres definiciones equivalentes de unidad de fuerza:

. Es la fuerza que aplicada a una masa unidad le produce una determinada unidad de aceleración durante un intervalo de tiempo determinado,finito, el tiempo estrictamente necesario para que la masa adquiera una velocidad constante y única (directamente proporcional a la fuerza aplicada).
. Es la fuerza que aplicada anteriormente a una masa unidad, se conserva en ausencia de otras fuerzas, produciendo una determinada y única unidad de velocidad constante.
. Es la fuerza que aplica una unidad de masa elegida cuando se desplaza a una determina unidad de velocidad, respecto a un sistema de referencia considerado. Coincidiendo la dirección y sentido de la fuerza con los de la velocidad de la masa.

En consecuencia la fuerza depende del sistema de referencia elegido.

viernes, 20 de marzo de 2009

REFLEXIONES EN LA SOLEDAD

PRIMERA REFLEXIÓN



La fuerza resultante aplicada a un cuerpo en un determinado sistema de referencia es nula si el cuerpo está en reposo o el cuerpo y el sistema de referencia tienen la misma velocidad constante (en módulo, dirección y sentido) respecto de otro sistema de referencia.


Toda partícula libre en un determinado sistema de referencia continúa en su estado de reposo o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme respecto de otro sistema de referencia.