Problema Física

Problema 1 Física y sentido común ¿.La luz viaja instantáneamente?

-INVESTIGACION 1 . Describir el experimento de Michelson-Morley asi como los objetivos que perseguía; la comprobación de la existencia del éter.

Plantear en términos algebraicos la solución de la situación de dos personas que nadan a la misma velocidad , que cruzan un rio en forma perpendicular y paralela a la corriente del agua , respectivamente para facilitar la comprensión del experimento de Michelson-Morley .

En 1887 los físicos Michelson y Morley idearon un experimento para determinar en qué dirección y con qué velocidad se movía la Tierra. Suponiendo que la velocidad de la luz es una constante, se trataba de enviar rayos de luz en dos direcciones perpendiculares, una en el sentido de la marcha de la Tier ra y la otra en el sentido perpendicular.

Se sabía que la luz tiene una velocidad c y se suponía que esa velocidad era constante con respecto al universo. Como la Tierra se desplazaba también con respecto al universo a una velocidad v, para conocer la velocidad de la luz con respecto a la Tierra habría que restar ambas velocidades.

En el caso del trayecto OL, se recorre una distancia d a una velocidad c-v. El tiempo necesario para recorrer esa distancia será d/(c-v).

En el viaje de vuelta, el rayo de luz viaja a velocidad c hacia un espejo que viaja a su encuentro, por lo que en este caso se deben sumar las velocidades. El tiempo empleado en el recorrido de vuelta será d/(c+v). Por consiguiente, el tiempo total de ambos recorridos será:

d/(c-v)+d/(c+v) = (d(c+v)+d(c-v))/(c-v)(c+v) = (dc+dv+dc-dv)/(c²-v²)

= 2dc/(c²-v²)

Si el mismo recorrido se realizase en sentido perpendicular al movimiento de la Tierra, tendremos que tener en cuenta que mientras el rayo de luz avanza hacia el espejo T, éste, con toda la Tierra, se desplaza a la derecha, por lo que el rayo de luz hará un recorrido en diagonal.

Siendo t el tiempo que la luz tarda en recorrer esa diagonal, tenemos las siguientes medidas:

Y según el teorema de Pitágoras:

(ct)² = d² + (vt)²

de donde despejamos t para obtener

t = d/raiz(c²-v²)

Como el camino de regreso hasta O se producirá por una diagonal idéntica, hay que multiplicar este resultado por dos, con lo que obtenemos el resultado definitivo:

2d/raiz(c²-v²)

Ya tenemos todos los datos necesarios, el tiempo preciso para ir hasta un espejo y volver en el mismo sentido de la marcha de la Tierra es 2dc/(c²-v²), y en sentido perpendicular 2d/raiz(c²-v²).

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