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336 FÍSICA GENERALRELATIVIDAD41UN MARCO DE REFERENCIA es un sistema coordenado respecto al cual se realizan mediciones físicas. Unmarco de referencia inercial es aquel que se mueve con velocidad constante, es decir, que no acelera.LA TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD fue propuesta por Albert Einstein (1905) y se ocupa del estudiode los cuerpos que se mueven con velocidad constante. Los postulados de Einstein fueron:1. Las leyes de la física son las mismas en todos los marcos de referencia inerciales. Por tanto, todo movimiento esrelativo. La velocidad de un objeto sólo puede darse en relación con otro objeto.2. La rapidez de la luz en el vacío, c, tiene el mismo valor para todos los observadores, independiente del movimientode la fuente (o del movimiento del observador).Estos postulados conducen a las conclusiones siguientes.EL MOMENTO LINEAL RELATIVISTA (p) de un cuerpo de masa m y rapidez y esm~v~p ¼ qffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi¼ m~v1 ðv=cÞ 2qffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffien donde ¼ 1= 1 ðv=cÞ 2 y 1. Algunos físicos prefieren asociar la con la masa e introducen la masarelativista m Rm. Esto permite escribir el momento lineal como p m Ry, pero entonces m Rdepende de la rapidez.En este texto sólo se usará una masa, m, que es independiente de su rapidez, tal como las otras dos propiedadesfundamentales de las partículas de materia: carga y espín.RAPIDEZ LÍMITE: Cuando y c, el momento de un objeto se vuelve infinito. Se concluye que ningún objetopuede acelerarse hasta la rapidez de la luz c, y por tanto c es un límite superior para la rapidez.ENERGÍA RELATIVISTA (E): La energía total de un cuerpo de masa m se expresa porE mc 2en dondeenergía total energía cinética energía en reposooE EC E 0Cuando un cuerpo está en reposo, 1, EC 0 y la energía en reposo (E 0) está dada porE 0 mc 2La energía en reposo incluye todas las formas de energía interna al sistema.La energía cinética de un cuerpo de masa m esEC mc 2 mc 2Si la rapidez del objeto no es demasiado grande, esto se reduce a la expresión usualEC 1 2 mv2ðv cÞSi se usa la expresión p my, la energía total de un cuerpo se puede escribir comoE 2 m 2 c 4 p 2 c 2336www.FreeLibros.com