FÍSICA MODERNA.

FÍSICA MODERNA

INFORME FASE 1

GRUPO No. 31

JUAN CARLOS MERCHAN RUBIANO – 16.798.483

CAMILO JOSE PEDRAZA –

DALIA PAOLA SILVA –

MONICA YAMILE SEGURA –

JUAN GUEVARA FORERO – 79126247 

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

CEAD PALMIRA

SEPTIEMBRE DE 2015

CONTENIDO

Página

INTRODUCCIÓN        

2. MARCO TEÓRICO        

3. RESULTADOS        

3.1 Resultados Actividad 1.        

3.2 Resultados Actividad 2.        

3.3 Resultados Actividad 3.        

4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS        

4.1 Actividad 1.        

4.2 Actividad 2        

4.3 Actividad 3        

5. CONCLUSIONES        

6. BIBLIOGRAFÍA        

INTRODUCCIÓN

En virtud de las limitaciones en la aplicación de las teorías de Newton, y ante la necesidad de salir de las profundas contradicciones de las teorías anteriores, Albert Einstein se dedicó a estudiar las salidas posibles, alcanzando, entre muchos uno de sus más grandes logros “la teoría especial de la relatividad”. Con esta teoría pueden pronosticarse correctamente observaciones experimentales sobre los intervalos de rapidez desde v=0 hasta magnitudes de velocidades que se aproximan a la de la luz.

En este trabajo se ingresa al estudio de las teorías de Einstein a través del desarrollo de 5 ejercicios planteados a partir del concepto de Aprendiza Basado en Problemas ABP.

En el primer ejercicio se plantea un problema para el cual se debe acudir a las ecuaciones de transformación de Lorentz.

2. MARCO TEÓRICO

Ecuaciones de transformación de Lorentz - serway

39.6 Ecuaciones de transformación de velocidad de Lorentz

Dos observadores situados en dos marcos de referencia distintos S y S' (el observador en reposo colocado en el marco de referencia S mientras que el observador móvil desplazándose a una velocidad V está puesto en el marco de referencia designado como S’):

[pic 1][pic 2]

Estas ecuaciones de transformación fueron enunciadas por primera vez por el físico Lorentz, por esta razón reciben el nombre de ecuaciones de transformación de Lorentz.

Las transformaciones lineares se aplican en los fenómenos de la dilatación del tiempo y la contracción de longitud. Estando fija la velocidad V a la cual se desplaza el marco de referencia S’, si por la dilatación del tiempo medido en S’ cuando se mide en S requiere de la aplicación de un factor de corrección constante. El factor de corrección debe ser una simple constante multiplicativa cuyo valor depende únicamente de la velocidad relativa V entre ambos marcos de referencia, la cual suponemos constante.

La transformación relativista está dada como:

x = a{x’ + Vt’}

De allí se deriba:

a = 1 / √(1 - V²/c²)

a es el mismo factor de corrección γ, a = γ.Con esto:

x = γ{x’ + Vt’}

3. RESULTADOS

3.1 Resultados Actividad 1.

Un transbordador espacial lleva una trayectoria recta desde la Tierra a Marte, a una distancia de  metros. Su velocidad medida en la Tierra es de . [pic 3][pic 4]

a) ¿Cuánto tarda el viaje de acuerdo con un reloj en la Tierra?

b) ¿Cuál es el factor 𝛾 o factor de Lorentz?

c) ¿Cuánto dura el viaje de acuerdo con un reloj en la Nave?

*Recuerde, los valores de  y  los encuentran en la tabla de datos, son 5 ejercicios en total.[pic 5][pic 6]

Ejercicio 1. Nombre: Juan Carlos Merchán Rubiano

Solución (mostrar el paso a paso)…

Ejercicio 2. Nombre: Camilo José Pedraza

Solución (mostrar el paso a paso)…

Ejercicio 3. Nombre: Dalia Paola Silva

Solución (mostrar el paso a paso)…

Ejercicio 4. Nombre: Monica Yamile Segura

Solución (mostrar el paso a paso)…

Ejercicio 5. Nombre: Juan Guevara Forero

Tenemos que:

Distancia de la Tierra a Marte:                                   [pic 7]

Velocidad del transbordador medido en la tierra es:         [pic 8]

1. ¿Cuánto tarda el viaje de acuerdo con un reloj en la Tierra?

Por el segundo postulado de la Teoría Especial de la Relatividad, un pulso de luz se propagará con la misma velocidad tanto dentro del marco de referencia S como dentro del marco de referencia S’:

Siendo la velocidad de la luz:   [pic 9]

Conocemos que la distancia recorrida es igual al producto de la velocidad por el tiempo    , luego:[pic 10]

[pic 11]

1. ¿Cuál es el factor 𝛾 o factor de Lorentz?

Aplicando las ecuaciones de transformación de Lorentz, tenemos que el factor de corrección está dado por:

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

1. ¿Cuánto dura el viaje de acuerdo con un reloj en la Nave?

Para resolver este punto debemos tener en cuenta desde el punto de vista S’, es decir utilizaremos , para lo cual debemos utilizar el factor de transformación:[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

...