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TEORIA DE LA RELATIVIDAD

POR:Ing. Jesús Gómez Ávila

10 de Enero de 2012

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CONTENIDO…

Teoría especial de la relatividad

Postulados de la teoría de la Relatividad Especial

Espacio-tiempo relativista

Masa y Energía

Longitud Relativa

Tiempo Relativo

Teoría de la relatividad general

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TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD…

Albert Einstein publicó en 1905 la Teoría especial de la relatividad, que sostiene que lo único constante en el universo es la velocidad de la luz en el vacío y todo lo demás (velocidad, longitud, masa y paso del tiempo) varía según el marco referencial del observador. La teoría resolvió muchos de los problemas que habían preocupado a los científicos hasta entonces. La famosa ecuación resultante de la teoría

E = mc2

establece que la energía (E ) e s i g u a l a l a m a s a (m ) p o r l a v e l o c i d a d d e l a l u z (c ) a l c u a d r a d o

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Postulados de la teoría de la Relatividad Especial…

Postulado 1. Las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas de referencia inerciales.

Postulado 2. La velocidad de la luz es independiente del movimiento de la fuente. Es decir, todo observador mide el mismo valor c para la velocidad de la luz.

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Postulados de la teoría de la Relatividad Especial…

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ESPACIO-TIEMPO RELATIVISTA…

Doscientos años antes de que Albert Einstein formulara sus teorias sobre la relatividad, el matemático inglés Isaac Newton sugirió que el espacio y el tiempo eran absolutos (fijos) y que el primero estaba totalmente separado del segundo.

Según la teoría d e l a r e l a t i v i d a d , s i n e mb a r g o , e l t i e mp o y l a s t r e s d i me n s i o n e s d e l e s p a c i o (l o n g i t u d , a l t u r a y p r o f un d i d a d ) c o n s t i t u y e n u n ma r c o d e c u a t r o d i me n s i o n e sa n t e r q u e r e c i b e e l n o m b r e S i eg u i e d i o r n t e c o n t i n u u m e s p a c i o -t e m p o r a l .

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MASA y ENERGIA…

Einstein estableció la ecuación E = mc2 (donde E es energía; m, masa; y c, la velocidad constante de la luz) para explicar que masa y energía son equivalentes. Hoy se sabe que masa y energía son formas distintas de una misma cosa que recibe el nombre de masa- energía. Si la energía de un objeto disminuye una cantidad E, su masa también se reduce una cantidad igual a E/c2. Pero la masa-energía no desaparece, sino que se libera en forma de la llamada energía r a d i a n t e .a n t e r Si g u i e i o r n t e

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LONGITUD RELATIVA…

El físico irlandés G e o r g e F i t z g e r a l d sugirió que la materia se contrae en la dirección de su movimiento. Por ejemplo, desde el punto de vista de un observador estático un cohete que viajara casi a la velocidad de la luz parecería más corto que si estuviera estático, aunque los ocupantes no notarían diferencia.

Einstein demostró que cualquier objeto que viajara a la velocidad de la luz se encogería hasta una longitud cero.

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TIEMPO RELATIVO…

La teoría especial de la relatividad sostiene que el tiempo no es absoluto (fijo). Según Einstein, el tiempo de un objeto visto por un observador externo pasa más lentamente a medida que aumenta su movimiento lineal, lo que se ha demostrado con relojes atómicos sincronizados: mientras uno permanece en la Tierra, el otro es sometido a un viaje muy rápido (por ejemplo, en un reactor); al compararlos, el estacionario está algo más avanzado que el móvil.

Einstein puso de ejemplo la famosa paradoja de los gemelos , e n la que se ex plica que un hombre viaja al espacio casi a la velocidad de la luz dejando en la tierra a su hermano gemelo. Al volver en la tierra han pasado 50 años pero para el viajero solo han pasado unos 20.

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TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL

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Relatividad General…

Albert Einstein (1879-1955) formuló su teoría general de la relatividad. Einstein demostró que el espacio es finito pero ilimitado, como si se tratara de un universo bidimensional que tuviera la forma de la superficie de una esfera: sería finito, pero no tendría límites..

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Todo esto significa que todo objeto con masa produce o genera gravedad hacia los objetos que le rodean, generalmente cuanto más grande es la masa, más gravedad produce. Este hecho se rompe ante la presencia de un agujero negro o ante una estrella de neutrones cuyas masas son muy pequeñas, SIN EMBARGO LA FUERZA DE LA GRAVEDAD ES ENORME

Relatividad General…

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La teoria general de la relatividad sostiene que las fuerzas gravitatorias son consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo . Al pasar cerca de un objeto masivo , la luz describe una trayectoria curva al seguir la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa del objeto.

Los agujeros negros tienen una concentración de masa tal que la curvatura del espacio-tiempo es tan grande.

Relatividad General…

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Referencia…

1. Juan Carlos Cuevas. Fundamentos de Física III. Curso 2010-2011.

2. http://www.slideshare.net/estefygates/teoria-de-la-relatividad-8323040