Clase 14: Relatividad Especial - Fuerza y Energía

Flashcards sobre los conceptos fundamentales de dinámica relativista, incluyendo transformaciones de velocidad, energía y cantidad de movimiento basados en la clase de Elena Hoyos.

Principio de Relatividad

Establece que las leyes de la física deben ser iguales en todos los sistemas de referencia inerciales, incluyendo tanto las leyes de la mecánica como las del electromagnetismo.

Hipótesis de la velocidad de la luz

Einstein planteó que la luz se propaga en el espacio vacío con una velocidad constante en todos los sistemas de referencia.

Simultaneidad

Concepto que en la relatividad no es absoluto; eventos separados espacialmente que son simultáneos en un sistema de referencia no lo son necesariamente en otro.

Interacciones en Relatividad

A diferencia de la física clásica, no existen interacciones instantáneas a distancia; las interacciones están mediadas por campos que transportan energía y cantidad de movimiento con velocidad finita.

Transformación de velocidades (relativista en x)

Ecuación dada por $u'_x = \frac{u_x - v}{1 - \frac{u_x v}{c^2}}$, donde $v$ es la velocidad de traslación uniforme relativa entre sistemas.

Cantidad de movimiento relativista

Magnitud definida como \text{p} = \frac{mv}{\root{2}{1 - \frac{v^2}{c^2}}} o \text{p} = \text{\gamma}(v)mv, la cual no es proporcional a la velocidad debido al factor de Lorentz.

Factor de Lorentz (\gamma)

Factor matemático definido como \text{\gamma}(u) = \frac{1}{\root{2}{1 - \frac{u^2}{c^2}}} que aparece en las transformaciones y magnitudes relativistas.

Energía relativista total

Magnitud definida como E = \text{\gamma}(v)mc^2, que se conserva para que la cantidad de movimiento cumpla con el principio de relatividad.

Energía en reposo

La parte de la energía total que depende solo de la masa, expresada como $mc^2$.

Energía cinética relativista

Diferencia entre la energía total y la energía en reposo, dada por $K = E - mc^2$.

Invariante energía-cantidad de movimiento

Relación matemática que da la medida de la masa de la partícula: $E^2 - p^2c^2 = m^2c^4$.

Cuadrivector impulso lineal

Vector de cuatro componentes que en relatividad se expresa como $(E, cp_x, cp_y, cp_z)$.

Fuerza relativista

Se define como $\text{F} = \frac{d\text{p}}{dt}$; es importante destacar que en relatividad la fuerza y la aceleración no son colineales.

Masa (invariante relativista)

Propiedad de la partícula que es análoga a la mecánica newtoniana medida con la partícula en reposo; es igual en todos los sistemas de referencia.