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Sobre el concepto de tiempo en la FísicaSobre
el concepto de tiempo en la Física Aunque la propuesta me satisface mucho, sigo pensando que la cuestión no queda aclarada del todo, pues me siento empujado a hacer la siguiente objeción: Tu definición sería necesariamente correcta si yo supiese ya que la luz que la percepción de los rayos transmite al observador en M se propaga con la misma velocidad en el segmento A Y M que en el segmento B Y M . Sin embargo, la comprobación de este supuesto sólo sería posible si se dispusiera ya de los medios para la medición de tiempos. Parece, pues, que nos movemos en un círculo lógico. Después de reflexionar otra vez, me lanzas con toda razón una mirada algo despectiva y me dices: A pesar de todo, mantengo mi definición anterior, porque en realidad no presupone nada sobre la luz. A la definición de simultaneidadsolamente hay que imponerle una condición, y es que en cualquier caso real permita tomar una decisión empírica acerca de la pertinencia o no pertinencia Está claro que esta definición se puede utilizar para dar sentido exacto al enunciado de simultaneidad, no sólo de dos sucesos, sino de un número arbitrario de ellos, sea cual fuere su posición con respecto al cuerpo de referencia. Con ello se llega también a una definición derecho se ha agregado un electrón al átomo y tendremosel ion (Li− ) con una carga en exceso de −1e. La fuerza de repulsión o atracción entre dos cuerpos cargados dependerá de la “cantidad neta de carga” que posean. Por carga neta se entiende la carga en exceso (positiva o negativa) que un cuerpo posee comparado con el mismo cuerpo neutro. Figura 3: Esquema de un átomo de litio neutro Li y los iones Li− y Li+ . Los electrones no tienen trayectorias deï¬nidas así que las curvas azules en la ï¬gura sólo tienen carácter esquemático. Sea positivo, done un electrón. Figura 4: Un cuerpo neutro posee la misma cantidad de cargas negativas que positivas. En un cuerpo con una carga neta, alguno de los dos tipos de cargas está en exceso. Carga positiva Carga neutra Carga negativa electrostática 33 1.1 Cuantización de la carga Los experimentos demuestran además que la carga está cuantizada. Esto quiere decir que la carga viene en múltiplos enteros de una carga elemental (e). Por ejemplo si un cuerpo tiene una carga neta Q, entonces necesariamente se cumple que Q = Ne donde N = 1, 2, 3, · · · es un número entero y e es la carga fundamental, que tiene un valor de 1.602 × 10−19 C. Donde la unidad de carga es llamada Coulomb (C). Esto quiere decir que no puede haber una carga más pequeña que 1.602 × 10−19 C. Coulomb (C) es la unidad de carga. Notar que la unidad de carga eléctrica (1 Coulomb) es una cantidad extremadamente grande, ya que son necesarios 6 × 1018 electrones para completar una carga de −1.0 C. Por ejemplo, si dos cargasde un Coulomb cada una están separadas un metro, entonces aplicando la ley de Coulomb, la fuerza de repulsión es aproximadamente 9 × 109 N. tEsto es alrededor de un millón de toneladas!. Para darse una idea átomo, se muestran en la tabla, las masas de los electrones, protones y neutrones junto con sus respectivas cargas. Partícula Masa (kg) Carga (C) electrón 9.11 × 10−31 −1.602 × 10−19 (−e) protón 1.673 × 10−27 +1.602 × 10−19 (+e) neutrón 1.675 × 10−27 0 EJEMPLO 1: Carga de electrones sCual es la carga total de 75.0 kg de electrones? Solución: La masa de un electrón es 9.11 × 10−31 kg, de tal manera que una masa M = 75 kg contiene N= M 75 kg = = 8.3 × 1031 electrones me 9.11 × 10−31 kg La carga de de un electrón es −e = −1.602 × 10−19 C, por lo tanto la carga de N electrones es Q = N (−e) = 8.3 × 1031 × (−1.602 × 10−19 C) = −1.32 × 1013 C Tabla 1: Masas y cargas de las partículas que forman un átomo. 34 electricidad y magnetismo fmf-144 (2014) 1.2 Ley de conservación de la carga Esta ley establece que la carga neta de un sistema aislado permanece constante. Si un sistema parte con un número igual de cargas positivas y negativas, no se puede hacer nada para crear un exceso de carga negativa o positiva en el sistema a menos que traigamos una carga desde afuera sistema (o quitar alguna carga sistema parte con una cierta carga neta (+ o −), porejemplo +100e, el sistema tendrá siempre +100e, a menos que se le permita al sistema interactuar con el exterior. 1.3 Tipos de materiales Las fuerzas entre dos objetos cargados pueden ser muy grandes. La mayoría de los objetos son eléctricamente neutros; tienen igual cantidad de cargas positivas que negativas. Los metales son buenos conductores de carga eléctrica, mientras que los plásticos, no fluye muy fácilmente en los aislantes comparado con los metales. Los materiales están divididos en tres categorías, dependiendo cuan fácilmente permitan el flujo de carga (ej. electrones) a los largo de ellos. Estos son: Tipos de materiales. Conductores - por ejemplo los metales. Semiconductores - el silicio es un buen ejemplo. Aisladores - por ejemplo: goma, Política de privacidad |
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