Versin 07072016 FSICA GENERAL II Tema 1 Termodinmica

Versión: 07/07/2016

FÍSICA GENERAL II Tema 1: Termodinámica I Tema 12: Relatividad restringida Tema 2: Termodinámica II • Sistemas inerciales. Invariancia de las leyes físicas en sistemas inerciales. Postulados de la relatividad restringida. Tema 3: Campo eléctrico I Tema 4: Campo eléctrico II Tema 5: Corriente eléctrica Tema 6: Campo magnético I Tema 7: Campo magnético II Tema 8: Inducción electromagnética Tema 9: Corriente alterna Tema 10: Ondas I Tema 11: Ondas II Tema 12: Relatividad restringida Tema 13: Estructura de la materia I Tema 14: Estructura de la materia II • Transformaciones de Lorentz. • Contracción de longitudes y dilatación del tiempo. • Intervalos entre sucesos. Causalidad y velocidad máxima de las señales. • Variación relativista de la masa con la velocidad. • Expresión relativista de la energía: energía cinética, energía propia y energía asociada a la cantidad de movimiento.

Postulados de Einstein de la Relatividad Restringida ALBERT EINSTEIN 1879 -1955 TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD (1905) 1. Ningún experimento puede poner de manifiesto el estado de movimiento absoluto de un sistema inercial. 2. La velocidad de la luz es igual para todos los observadores inerciales y es independiente del movimiento de la fuente. c= 2. 99792458 108 m/s

Transformaciones de Lorentz (Deducción a partir de la invariancia de la velocidad de la luz) (1) Suceso 1: Un rayo de luz se emite en el origen de coordenadas. S 1(0, 0, 0, 0) S’ 1(0, 0, 0, 0) yy‘ v OO’ xx’ zz’ En el instante inicial los dos sistemas inerciales se superponen Suceso 2: El rayo de luz llega a un punto en un instante. S 2(x, y, z, t) S’ 2(x’, y’, z’, t’)

Transformaciones de Lorentz (Deducción a partir de la invariancia de la velocidad de la luz) (2) y y‘ v O z x O’ z’ En el instante inicial los dos sistemas inerciales se superponen x’

Transformaciones de Lorentz (Deducción a partir de la invariancia de la velocidad de la luz) (3) y y‘ v O z x O’ z’ En el instante inicial los dos sistemas inerciales se superponen x’

Transformaciones de Lorentz (Deducción a partir de la invariancia de la velocidad de la luz) (4) y y‘ v O z x O’ z’ En el instante inicial los dos sistemas inerciales se superponen x’

Transformaciones de Lorentz (Deducción a partir de la invariancia de la velocidad de la luz) (5) y y‘ v O z x O’ z’ En el instante inicial los dos sistemas inerciales se superponen x’

Transformación relativista de las velocidades y y‘ u v O z x O’ z’ x’

Contracción de longitudes y y‘ Longitud propia v O z O’ x z’ L 0 A B x’ Midiendo simultáneamente en S las posiciones de A y B

Dilatación del tiempo y y‘ Tiempo propio v O z O’ x z’ Como el tic y el tac ocurren en el mismo lugar en el sistema S’ x’

• La longitud de las naves medida con respecto a la Tierra. • La velocidad de la nave que se mueve a velocidad -0, 8 c con respecto a un sistema de referencia ligado a la nave que se mueve a velocidad 0, 8 c.

• La longitud de la nave que se mueve a velocidad -0, 8 c medida en el sistema de referencia de la nave que se mueve a velocidad 0, 8 c.

Intervalo entre dos sucesos S 12 (1) y Género tiempo y‘ v O z O’ x z’ x’ Luz Género espacio Invariante

Intervalo entre dos sucesos S 12 (2) tiempo Futuro absoluto Género tiempo S 2 GT S 1 Pasado absoluto S 2 GT espacio • No existe ningún sistema de referencia en el que los sucesos sean simultáneos • Existe un sistema de referencia en el que los sucesos ocurren en el mismo lugar • Puede existir conexión causal entre los sucesos Invariante

Intervalo entre dos sucesos S 12 (3) tiempo S 2 GE Género espacio S 2 GE S 1 espacio • No existe ningún sistema de referencia en el que los sucesos ocurran en el mismo lugar • Existe un sistema de referencia en el que los sucesos ocurren simultáneamente • No puede existir conexión causal entre los sucesos Invariante

Variación relativista de la masa con la velocidad y cantidad de movimiento

Movimiento rectilíneo con fuerza constante Clásica Relativista Para partícula que parte del reposo

Teorema de la energía cinética Clásica Relativista

Energía cinética relativista, energía total, energía en reposo y energía asociada a la cantidad de movimiento

Publicaciones del Departamento de Física Aplicada: • PROBLEMAS DE FÍSICA, J. J. Scala, Sociedad de Amigos de la ETSII. (Capítulo 2: Dinámica Relativista) Obras generales: • FISICA UNIVERSITARIA I y II, Sears, Zemansky, Young, Freedman, Ed. Addison. Wesley Capítulos 37 (Tomo 2) • FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA I y II, Tipler, Ed. Reverte Capítulos 3 (Tomo 2)