¡Descarga tarea 2 probabilidad 34 y más Ejercicios en PDF de Probabilidad solo en Docsity!
FÍSICA MODERNA
CÓDIGO: 299003
Tarea 1
UNIDAD 1: Relatividad
Presentado a:
Angelo Albano Reyes
Tutor
Entregado por:
Jaime Andrés Perea (Estudiante No. 1)
Código: 1113667509
Juan Carlos Agudelo (Estudiante No. 2)
Código: 1115085961
Karen Lizeth Quintero Franco (Estudiante No. 3)
Código: 1.116.254.
Yermain Diaz (Estudiante No. 4)
Código: 4378204
Christian Steven Lopez (Estudiante No. 5)
Código: 1114825670
Grupo: 299003_
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA
MARZO 2020
PALMIRA
INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se encuentra el desarrollo de la Tarea 1 “Trabajo colaborativo Unidad
1”, del curso Física Moderna de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, este se realiza
con la finalidad de aplicar la teoría especial de la relatividad en la solución de situaciones
problema, utilizando los postulados y fenómenos que rigen tal teoría, para reconocer la
trasformación que originó el concepto moderno de la física.
Por lo anterior se desarrollan temáticas como lo es la invariabilidad de las leyes de la física,
relatividad de los intervalos de tiempo, relatividad de la longitud, transformaciones de
Lorentz, efecto Doppler en ondas electromagnéticas, momentos lineales relativos, trabajo y
energía relativista, donde se da respuesta a problemas de la vida cotidiana.
Por lo anterior podemos finalizar que en este trabajo se aplica el conocimiento adquirido
para la solución de distintos ejercicios de carácter individual y colaborativos, donde cada uno
de los integrantes realiza aportes significativos en pro a la consolidación del trabajo.
letra c. Lorentz, referentes a las
transformaciones para la
dilatación del tiempo, en
cuerpos que se mueven
a velocidades cercanas a
la velocidad de la luz, el
tiempo se dilata.
Solución del ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los
intervalos de tiempo” (Estudiante No 1)
Para el desarrollo de este ejercicio se hace uso de la fórmula de dilatación del tiempo:
T
1
T
2
√
V
2
C
2
Donde :
V = velocidad con que se mueve el cuerpo.
T1 = intervalo de tiempo medido por un observador cuando existe movimiento entre él y lo que está midiendo.
T2 = intervalo de tiempo medido por un observador cuando no existe movimiento entre él y lo que está midiendo.
T
1
min ∗ 60 seg
1 min
= 978 s
V =0.65 c
¿Cuánto equivale T2?
T
2
= 978 s ∗
√
(0,65 c )
2
C
2
T
2
= 978 s ∗
√
2
( c )
2
C
2
T
2
= 978 s ∗
√
2
T
2
= 978 s ∗
√
T
2
=743.21565 s
T
2
s ∗ 1 min
60 s
T
2
=12.38 min
Pregunta Respuest
a
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio
individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los
intervalos de tiempo” (Estudiante No 1)
A. 12.38 MIN
El piloto de la lancha estuvo ayudando al esquiador durante 12.38 minutos. B. N/A
C. N/A
D. N/A
E. N/A
Ejercicio individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud” (Estudiante No 1)
Suponga que una jabalina de d
1
m se lanza horizontalmente (sólo en el eje x) con una velocidad de d
2
c. ¿Qué longitud apreciará su
L =0.79608 m
Pregunta Respuest
a
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio
individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud” (Estudiante No 1)
A. 0,
M Se tiene entonces que, al ser lanzado el objeto, este cuando es observado por el lanzador que se
encuentra en reposo, toma una longitud menor debido a su velocidad cercana a c y relativamente se
contrae dicha longitud, aunque esta sea siempre de 1,3 m para el objeto en movimiento.
B. N/A
C. N/A
D. N/A
E. N/A
Ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz” (Estudiante No 1)
El piloto de una nave espacial se mueve a una velocidad de
d
1
c con respecto a un radar que se encuentra en la Tierra, los
operadores del radar detectan a otra nave que se aproxima a la primera con una velocidad de
d
2
c. ¿Qué velocidad tendrá la
segunda nave con respecto a la primera? Realice un esquema de la anterior situación.
L0=1,
m
V=0.79c
Valores asignados al ejercicio
individual 3 (Estudiante 1)
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o
conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del
ejercicio.
Dato No Valor Unidad
Transformación de
Lorentz:
Conjunto de relaciones que
dan cuenta de cómo se
relacionan las medidas de
una magnitud física obtenidas
por dos observadores
diferentes.
Relatividad:
Teoría por la cual las
leyes físicas se
transforman cuando se
cambia el sistema de
referencia; demostrando
que es imposible hallar
un sistema de referencia
absoluta.
Velocidad de la luz:
Es una medida estándar
que nos dice la distancia
que recorre un haz de luz
en 1 segundo. Valor:
3x10^8 m/s.
d
1
0,65 C
d
2
0,97 C
d
3
N/A N/A
d
4
N/A N/A
d
5
N/A N/A
Solución del ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz” (Estudiante No 1)
La fórmula dice:
V
X
'
V
X
− u
u ∗ V
X
C
2
Datos : VA =0,65 c ; VB =0,63 c
Vx = Velocidad de nave espacial No. 1
Vx =0,65 c
u = Velocidad de nave espacial No. 2
u =0,97 c
|
V
X
'
|
0,65 c −0,97 c
0,97 c ∗0.65 c
C
2
Nombre del estudiante No 2: JUAN CARLOS AGUDELO
Ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los intervalos de
tiempo” (Estudiante No 2)
Según el piloto de un automóvil, cuya velocidad es de
d
1
(0,85) c, la última vuelta al circuito la recorrió en sólo
d
2
(53,0) s. ¿Cuánto
tiempo tardó en dar esa vuelta según el público que asistió al evento? Realice un esquema de la anterior situación.
Valores asignados al ejercicio
individual 1 (Estudiante 2)
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o
conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del
ejercicio.
Dato No Valor Unidad
Teoría de la relatividad:
La velocidad de la luz en el
vacío es una constante
universal con el valor 299.
792.458 m/s, aunque suele
aproximarse a 3 ∗10⁸ m / s. o a
300.000 km/seg. Se simboliza
Dilatación del tiempo:
t₁: Es el intervalo de
tiempo medido por un
observador cuando existe
movimiento entre él y lo
que está midiendo.
t₂: Es el intervalo de
tiempo medido por un
observador cuando no
existe movimiento entre
él y lo que está midiendo.
t ₁= t ₂ /[ √ 1 −( V ² / c ²)]
d
1
0,85 C
d
2
d
3
N/A N/A
d
4
N/A N/A
d
5
N/A N/A
Valores asignados al ejercicio
individual 2 (Estudiante 2)
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o
conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del
ejercicio.
Dato No Valor Unidad
d
1
0,59 C
d
2
9,6 M
d
3
N/A N/A
d
4
N/A N/A
d
5
N/A N/A
Solución del ejercicio individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud” (Estudiante No 2)
Según el operador de la grúa:
a) ¿qué longitud tiene la pluma?
cosθ =
lx
9,6 m
→ lx =9,6 m ∗cos 60 =4,8 m
sinθ =
ly
9,6 m
→ly =9,6 m ∗sin 60 =8,31 m
l
0
√
(
l
0
x
)
2
(
l
0
y
)
2
l
0
x =
lx
√
v
2
c
2
l
0
x =
4,8 m
√
0,9 c
2
c
2
l
0
x =
4,8 m
l
0
x =11.01 m
b) ¿a qué ángulo la elevó?
tanθ =
l
0
y
l
0
x
tan
− 1
c) Realice un esquema de las situaciones anteriores.
Pregunta Respuest
a
Presente en el espacio inferior un breve análisis de los resultados obtenidos en el ejercicio
individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud” (Estudiante No 2)
A. 11,01 M
B. 37,04°
C. N/A
D. N/A
E. N/A
Ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz” (Estudiante No 2)
El piloto de un cohete que se mueve a velocidad de d
1
(0,83) c respecto a la Tierra observa un segundo cohete que se le aproxima
en dirección opuesta con velocidad de d
2
(0,33) c. ¿Qué velocidad medirá un observador en Tierra para el segundo cohete? Realice
un esquema de la anterior situación.
Valores asignados al ejercicio
individual 3 (Estudiante 2)
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o
conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del
ejercicio.
Dato No Valor Unidad
d
1
0,83 C
d
2
0,33 C
d
3
d
4
d
5
Solución del ejercicio individual 3: Temática (1.4) “Transformaciones de Lorentz” (Estudiante No 2)
Nombre del estudiante No 3: KAREN LIZETH QUINTERO FRANCO
Ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los intervalos de
tiempo” (Estudiante No 3)
El capitán de un avión dice que sólo en los últimos 𝑑1 segundos de vuelo estuvo recibiendo instrucciones para aterrizar. Si su
velocidad era de 𝑑2 c, según el personal del aeropuerto, ¿durante cuánto tiempo se estuvieron comunicando? Realice un esquema
de la anterior situación.
Valores asignados al ejercicio
individual 1 (Estudiante 3)
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o
conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del
ejercicio.
Dato No Valor Unidad
Velocidad de la Luz:
En el vacío es por definición
una constante universal de
valor 299.792.458 m/s(suele
aproximarse a 3·
8
m/s), o lo
que es lo mismo 9,46·
15
m/
año; la segunda cifra es la
usada para definir al
intervalo llamado año luz. Se
simboliza con la letra c.
El principio de la
relatividad:
Este postulado establece
que todas las leyes física
deben ser las mismas en
todos los marcos
inerciales de referencia.
El primer postulado
implica que todas las
leyes como por ejemplo
de la mecánica, la
Dilatación del tiempo:
Establece que es posible
medir tiempos diferentes
por observadores
situados en marcos
diferentes.
d
1
43,0 S
d
2
0,77 C
d
3
N/A N/A
d
4
N/A N/A
d
5
N/A N/A
electricidad y
magnetismo, la óptica, la
termodinámica, entre
otras, son las mismas en
todos los marcos de
referencia que se
muevan con velocidad
constante unos respecto
a otros.
Solución del ejercicio individual 1: Temáticas (1.1 y 1.2) “Invariabilidad de las leyes de la física y Relatividad de los
intervalos de tiempo” (Estudiante No 3)
Para el desarrollo de este ejercicio se hace uso de la fórmula de dilatación del tiempo
Donde:
∆ t = Tiempo total de comunicación del personal del aeropuero
∆ t =¿ ¿?
∆ t
0
= Tiempo del piloto recibiendo instrucciones
∆ t
0
=43,0 s
u = Velocidad del avion
u =0,77 c
Reemplazo los valores con los datos dados:
∆ t =
43,0 s
√
(0,77 c )
2
C
2
∆ t =
43,0 s
√
mueve con respecto a un observador con velocidad de 𝑑 2 c. De acuerdo con este observador:
a) ¿qué longitud tiene la varilla?
b) ¿qué ángulo forma con el eje horizontal?
c) Realice un esquema de las situaciones anteriores.
Valores asignados al ejercicio
individual 2 (Estudiante 3)
Presente en los tres espacios inferiores, las temáticas, definiciones y/o
conceptos, con su respectiva definición utilizados en el desarrollo del
ejercicio.
Dato No Valor Unidad
Lo= Es la longitud característica
o propia de objeto.
Esta longitud es la medida
cuando el objeto está en reposo
respecto al observador
(Longitud medida por alguien en
reposo respeto al objeto).
L=
Es la longitud de un objeto
medida cuando el objeto está en
movimiento con respeto al
observador (Longitud medida
por alguien en movimiento
respeto al objeto).
La longitud de un objeto
medida por alguien en
un marco de referencia
que se mueve respecto
al objeto siempre es
menor que la longitud
característica:
Siempre la L es
menor que Lo.
La deformidad se
presenta en el mismo
sentido del movimiento.
Importante:
“La velocidad de una
partícula no puede ser
igual o mayor a la
velocidad de la luz (c)
en el vacío”. Siempre
v<c, donde
c = 3 x 10
8
m / s
d
1
2,8 M
d
2
0,87 C
d
3
N/A N/A
d
4
N/A N/A
d
5
N/A N/A
Solución del ejercicio individual 2: Temática (1.3) “Relatividad de la longitud” (Estudiante No 3)
Para el desarrollo de este ejercicio se hace uso de la fórmula de contracción de la longitud
Donde:
Lo = Longitud propia
Lo =2.8 metros
u = Velocidad del observador
u =0,87 c
Esquema de la situación:
Hallo Lox y Loy
Lo =2,8 m
Lox =2,8 m ∗cos 45
Lox =1,98 m
Lo =2,8 m
Loy =2,8 m ∗sin 45
Loy =1,98 m
Al no haber deformidad en el eje y entonces
Loy = Ly
