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martes, 29 de enero de 2008

¿Por que no se puede viajar más rápido que la velocidad de la Luz?

Todos hemos oído alguna vez que nada puede viajar más rápido que la luz (300.000 km/s) pero alguna vez se han parado a pensar porque ocurre esto. Pues la explicación se la debemos (como no!!) a Albert Einstein.

Hay dos razones por las que es la velocidad límite:
  1. Einstein demostró que la masa de un objeto es más grande cuanto mayor sea su velocidad. Como es fácil deducir, cuanto mayor sea su masa más trabajo nos costara mover el objeto. De hecho, a la velocidad de la luz, la masa del objeto se vuelve infinita, por lo que es imposible acelerarla más. Esta teoría se demuestra en aceleradores de protones donde se envían electrones y protones a una velocidad cercana a la de la luz y se observa como su masa va creciendo.

  2. La segunda razón tiene que ver con el tiempo. Cuanto más rápido nos movemos más se ralentiza el tiempo. De echo al llegar a la velocidad de la luz el tiempo se detiene (y al sobrepasarla iría hacia atrás!!). Este fenómeno se demuestra también en aceleradores de partículas. Por ejemplo los neutrones son inestables y decaen al de pocos minutos. Sin embargo si se acelera hasta una velocidad similar a la de la luz tarda horas en decaer puesto que su reloj interno se ralentiza.
Espero que les haya resultado interesante.

martes, 11 de diciembre de 2007

Tercera ley de Newton

Se sabe que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce sobre el primero una fuerza de la misma magnitud, dirección opuesta y con la misma línea de acción.
No es posible, por tanto, la existencia de una fuerza aislada.

En palabras de Newton:
"A cada acción se opone siempre una reacción igual: es decir, las acciones mutuas entre dos cuerpos son siempre iguales y están dirigidas hacia partes contrarias"

Segunda ley de Newton

Existen diversas maneras de formular la segunda ley de Newton, que relaciona las fuerzas actuantes y la variación de la cantidad de movimiento o momento lineal:

  • La variación de momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección en que actúan las fuerzas.

En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:


 \vec{F}=\frac{d \vec{p} }{d t}

Primera ley de Newton

La primera ley del movimiento de Newton no es tan evidente como parece. En primer lugar esta ley afirma que en ausencia de fuerzas aplicadas un cuerpo permanece en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme.

En consecuencia, cuando un cuerpo se ha puesto en movimiento, no es necesario ejercer una fuerza sobre él para mantenerlo en movimiento.

Equilibrio de una particula

La mecánica se basa en tres leyes naturales que relacionan la fuerza y el movimiento, establecidas por primera vez por sir Isaac Newton (1642-1727), y publicadas en 1686 en su "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" (Los fundamentos matemáticos de la ciencia de la naturaleza)

Fueron muchos los científicos que precedieron a Newton en este campo, pero el más importante fue Galileo Galilei (1564-1642) que, en sus estudios sobre el movimiento acelerado, había establecido los fundamentos que permitieron a Newton la formulación de sus tres leyes.

En posteriores posts analizaremos dichas leyes y hablaremos de la fuerza.

lunes, 17 de julio de 2006

Precisión y cifras significativas (2 de 2)

Bueno, como comentábamos en el experimento de PI, el estudiante obtuvo 3,140740441.
Podemos observar que existen 6 (los últimos) digitos que no tiene sentido, ya que suponen una precisión mayor de la que el estudiante podría asumir con sus mediciones.

Aquí entra en juego el número de Cifras Significativas

En general, ningún resultado numérico puede tener más cifras significativas que los valores a partir de los cuales fue calculado. Por lo tanto, el valor PI del estudiante solo puede tener 3 cifras significativas (135 mm y 424 mm) es decir, 3,14 cuyo valor si que concuerda con el de PI.

Precisión y cifras significativas (1 de 2)


Las mediciones nunca pueden efectuarse con precisión absoluta; las cantidades físicas obtenidas de las observaciones experimentales adolecen siempre de cierta holgura que conocemos con el término "incertidumbre"

Supongamos que un estudiante desea verificar el valor de PI, es decir, la relación entre la longitud y el diámetro de una circunferencia.

Como sabemos el valor correcto de PI con diez dígitos : 3,141592654

Supongamos que el estudiante dibuja una circunferencia y mide su longitud y diametro con una precisión máxima de 1 mm, obteniendo los valores 424 mm y 135 mm respectivamente.

Si el cociente de ambos calculado con una calculadora es 3,14074071 ¿Coincide este valor con el verdadero?

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