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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán.
Materia: Análisis Numérico. 
Profesora: Revilla Avendaño Lourdes.
Práctica 2 "MÉTODO DE ROMBERG".
Nombre del Alumno: Herrera Rangel Héctor Francisco.
Boleta: 2022370143.
Grupo: 3AV3.
30 de noviembre de 2022.
 
Postulados de Einstein.
Einstein esencialmente hizo el aspecto teórico de este método para la relatividad. Con dos postulados engañosamente simples y una cuidadosa consideración de cómo se hacen las mediciones, produjo la teoría de la relatividad especial.
Primer Postulado de Einstein.
El primer postulado sobre el que Einstein basó la teoría de la relatividad especial se refiere a los marcos de referencia. Todas las velocidades se miden en relación con algún marco de referencia. Por ejemplo, el movimiento de un automóvil se mide en relación con su punto de partida o la carretera por la que se mueve, el movimiento de un proyectil se mide en relación con la superficie desde la que fue lanzado, y la órbita de un planeta se mide en relación con la estrella que está orbitando alrededor. Los marcos de referencia más simples son aquellos que no se aceleran y no están rotando. La primera ley de Newton, la ley de la inercia se sostiene exactamente en tal marco.
Un marco de referencia inercial es un marco de referencia en el que un cuerpo en reposo permanece en reposo y un cuerpo en movimiento se mueve a una velocidad constante en línea recta a menos que actúe sobre él por una fuerza externa.
Las leyes de la física parecen ser más simples en los marcos inerciales. Por ejemplo, cuando estás en un avión volando a una altitud y velocidad constantes, la física parece funcionar exactamente igual que si estuvieras parado en la superficie de la Tierra. No obstante, en un avión que está despegando, las cosas son algo más complicadas. En estos casos, la fuerza neta sobre un objeto, F, no es igual al producto de la masa y la aceleración, ma. En cambio, F es igual ama más una fuerza ficticia. Esta situación no es tan sencilla como en un marco inercial. No sólo las leyes de la física son más simples en los marcos inerciales, sino que deben ser las mismas en todos los marcos inerciales, ya que no hay marco preferido y no hay movimiento absoluto. Einstein incorporó estas ideas a su primer postulado de relatividad especial.
Primer Postulado de la Relatividad Especial.
“Las leyes de la física son las mismas y pueden afirmarse en su forma más simple en todos los marcos inerciales de referencia.”
Al igual que con muchas afirmaciones fundamentales, hay más en este postulado de lo que parece a simple vista. Las leyes de la física incluyen sólo aquellas que satisfacen este postulado. Encontraremos que las definiciones de impulso relativista y energía deben ser alteradas para que encajen. Otro resultado de este postulado es la famosa ecuación E=mc2.
Segundo Postulado de Einstein.
El segundo postulado en el que Einstein basó su teoría de la relatividad especial trata de la velocidad de la luz. A finales del siglo XIX, los principios principales de la física clásica estaban bien establecidos. Dos de las más importantes fueron las leyes de la electricidad y el magnetismo y las leyes de Newton. En particular, las leyes de la electricidad y el magnetismo predicen que la luz viaja c=3.00×108m/s en vacío, pero no especifican el marco de referencia en el que la luz tiene esta velocidad.
Había una contradicción entre esta predicción y las leyes de Newton, en las que las velocidades se suman como vectores simples. Si esto último fuera cierto, entonces dos observadores que se mueven a diferentes velocidades verían la luz viajando a diferentes velocidades. Imagina cómo sería una onda de luz para una persona que viaja junto con ella a una velocidad c. Si tal movimiento fuera posible entonces la onda sería estacionaria en relación con el observador. Tendría campos eléctricos y magnéticos que variaban en fuerza a diversas distancias del observador pero que eran constantes en el tiempo. Esto no está permitido por las ecuaciones de Maxwell. Entonces, o las ecuaciones de Maxwell están equivocadas, o un objeto con masa no puede viajar a velocidad c. Einstein concluyó que esto último es cierto. Un objeto con masa no puede viajar a velocidad c. Esta conclusión implica que la luz en un vacío siempre debe viajar a una velocidad c relativa a cualquier observador. Las ecuaciones de Maxwell son correctas, y la adición de Newton de velocidades no es correcta para la luz.
Investigaciones como el experimento de doble rendija de Young a principios del siglo XIX habían demostrado de manera convincente que la luz es una onda. Se conocían muchos tipos de olas, y todas viajaban en algún medio. Por lo tanto, los científicos asumieron que un medio transportaba luz, incluso en vacío, y la luz viajaba a una velocidad c relativa a ese medio. A partir de mediados de la década de 1880, el físico estadounidense A. A. Michelson, posteriormente ayudado por E. W. Morley, realizó una serie de mediciones directas de la velocidad de la luz. Los resultados de sus mediciones fueron sorprendentes.
Experimento Michelson-Morley.
El experimento de Michelson-Morley demostró que la velocidad de la luz en un vacío es independiente del movimiento de la Tierra alrededor del Sol.
La conclusión eventual derivada de este resultado es que la luz, a diferencia de las ondas mecánicas como el sonido, no necesita un medio para transportarla. Además, los resultados de Michelson-Morley implicaban que la velocidad de la luz c es independiente del movimiento de la fuente en relación con el observador. Es decir, todos observan la luz para moverse a velocidad c independientemente de cómo se muevan en relación con la fuente o entre sí. Durante varios años, muchos científicos intentaron sin éxito explicar estos resultados y aún conservan la aplicabilidad general de las leyes de Newton.
No fue hasta 1905, cuando Einstein publicó su primer trabajo sobre relatividad especial, que se llegó a la conclusión actualmente aceptada. Basado principalmente en su análisis de que las leyes de la electricidad y el magnetismo no permitirían otra velocidad para la luz, y sólo un poco consciente del experimento de Michelson-Morley, Einstein detalló su segundo postulado de relatividad especial.
Segundo Postulado de la Relatividad Especial.
“La velocidad de la luz c es una constante, independiente del movimiento relativo de la fuente.”
Engañosamente simple y contradictorio, este y el primer postulado dejan todo lo demás abierto al cambio. Algunos conceptos fundamentales sí cambian. Entre los cambios se encuentran la pérdida de acuerdo sobre el tiempo transcurrido para un evento, la variación de la distancia con la velocidad, y la realización de que la materia y la energía se pueden convertir entre sí. Usted leerá sobre estos conceptos en las siguientes secciones.
Transformaciones de Lorentz.
Transformaciones de Galileo.
Las transformaciones de Galileo que son la base de la mecánica Newtoniana, lo que se puede llamar la física pre-relativista (en el sentido de relatividad especial).
Estas transformaciones son aquellas que nos permiten transformar los sistemas inerciales de forma que las leyes de la mecánica sean las mismas para todos ellos. 
Tomemos dos sistemas inerciales, S y S’. Por simplicidad supondremos que el sistema S’ se mueve a velocidad constante (v) a lo largo del eje X del sistema S y en su sentido positivo. Hemos de recordar que la mecánica Newtoniana-Galileana se construye sobre la base de un espacio-tiempo en el que el tiempo es absoluto (t=t´) para todo observador, por tanto, no se permiten cambios en las mediciones de intervalos temporales para distintos observadores. Con estos ingredientes podemos entender que las transformaciones de Galileo toman la siguiente forma:
Transformaciones de Lorentz.
Las ecuaciones o transformaciones de Lorentz consisten, al igualque las de Galileo, en el establecimiento de un mecanismo de transformación de valores entre sistemas de referencia (S y S') con movimiento relativo con velocidad v entre ellos, pero con una velocidad máxima c igual para dichos sistemas de referencia. Es decir, la velocidad máxima no sería aditiva con el cambio de referencia del origen.
Las transformaciones de Lorentz, dentro de la teoría de la relatividad especial, son un conjunto de relaciones que dan cuenta de cómo se relacionan las medidas de una magnitud física obtenidas por dos observadores diferentes. Estas relaciones establecieron la base matemática de la teoría de la relatividad especial de Einstein, ya que las transformaciones de Lorentz precisan el tipo de geometría del espacio-tiempo requeridas por la teoría de Einstein.
Relatividad especial.
Visión de conjunto.
Con el tiempo, Albert Einstein (1905) llegó a la conclusión de que las teorías establecidas y los hechos conocidos en ese momento sólo forman un sistema coherente de lógica cuando los conceptos de espacio y tiempo son sometidos a una revisión fundamental. Por ejemplo:
· La electrodinámica de Maxwell-Lorentz (independencia de la velocidad de la luz a partir de la velocidad de la fuente),
· los experimentos de deriva del éter negativos (sin marco de referencia preferida),
· Imán móvil y el problema conductor (sólo movimiento relativo es relevante),
· el experimento de Fizeau y Foucault y la aberración de la luz (ambos implican tanto la suma modificada de velocidades y el incompleto arrastre de éter).
El resultado es la teoría de la Relatividad especial, que se basa en la constancia de la velocidad de la luz en todo los marcos de referencia inerciales y el principio de relatividad. En este caso, la transformación de Lorentz ya no es una mera colección de hipótesis auxiliares, sino que refleja una fundamental simetría de Lorentz y constituye la base de teorías de éxito como la electrodinámica cuántica. La relatividad especial ofrece un gran número de predicciones comprobables, tales como:
Principio de relatividad.
Cualquier observador en movimiento uniforme en un sistema inercial no puede determinar su estado "absoluto" de movimiento mediante ningún experimento realizado que comparta el mismo movimiento.
Constancia de la velocidad de la luz.
En todos los sistemas inerciales la medida de la velocidad de la luz es igual en todas las direcciones (isotropía), independiente de la velocidad de la fuente, y no puede ser alcanzado por cuerpos masivos.
Dilatación del tiempo.
La tasa de un reloj C (= cualquier proceso periódico) que se desplaza entre dos relojes sincronizados A y B en reposo en un sistema inercial se retarda con respecto a los dos relojes.
Experimentos fundamentales.
Los efectos de la relatividad especial se pueden derivar fenomenológicamente de los siguientes tres experimentos fundamentales:
· Experimento de Michelson-Morley, por lo que la dependencia de la velocidad de la luz en la dirección del dispositivo de medición puede ser probado. Se establece la relación entre las longitudes longitudinales y transversales de los cuerpos en movimiento.
· Experimento de Kennedy-Thorndike, por el cual la dependencia de la velocidad de la luz en la velocidad del dispositivo de medición puede ser probada. Se establece la relación entre las longitudes longitudinales y la duración de tiempo de los cuerpos en movimiento.
· Experimento de Ives–Stilwell, por el cual la dilatación del tiempo puede ser directamente probada.
13.2: Postulados de Einstein. (2022, octubre 30). LibreTexts Español; Libretexts. https://espanol.libretexts.org/F%C3%ADsica/F%C3%ADsica_Conceptual/Introducci%C3%B3n_a_la_F%C3%ADsica_(Parque)/05%3A_F%C3%ADsica_Moderna_-_Mec%C3%A1nica_Cu%C3%A1ntica%2C_Relatividad_Especial_y_F%C3%ADsica_Nuclear_y_de_Part%C3%ADculas/13%3A_Relatividad_Especial/13.02%3A_Postulados_de_Einstein
EL FÍSICO LOCO. (s/f). Blogspot.com. Recuperado el 6 de diciembre de 2022, de http://elfisicoloco.blogspot.com/2013/03/transformaciones-de-lorentz.html
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