Foton y su masa

[Julián]

Re: Foton y su masa

La verdad que si puede presentarse confución por lo dicho por Pod ya que es bastante nuevo los términos pero sin duda es mejor esa definición porque al decir masa tiene que hacerce referencia a un solo concepto, el de esta, y no que haga referencia a dos. Como dice Pod la masa es la masa.

Pero para que entiendas, sigamos utilizando al concepto masa dividido en dos, es decir, tenemos la masa en reposo y masa relativista. La masa en reposo de una partícula es la energía necesaria para crearla y es independiente del observador y la masa relativista que depende del sistema de referencia. En este contexto la masa hace referencia a la resistencia u oposición al cambio en el estado de movimiento. bueno con esto paso a explicarte.

El trabajo de una fuerza neta diferente de cero que actúa en un cuerpo produce un cambio en su energía cinética

$W = \vec{F} \Delta \vec{x}= \Delta Ec= {Ec}_{2} - {Ec}_{1}$

donde $Ec= \frac{1}{2}m{v}^{2}$ energía cinética que como vez depende de la masa y de la velocidad (al cuadrado)

Si la dirección de la fuerza es igual a la dirección de la velocidad entonces la energía cinética aumenta. Si vos le aplicas por ejemplo a un carrito una fuerza este aumenta su velocidad pero su masa sigue siendo la misma, es algo que se puede ver; como aumenta la velocidad aumenta la energía cinética.
Pero si seguis aplicando la fuerza ves que el carrito se va moviendo cada vez más rápido ya que su energía cinética aumenta. Pero si la velocidad del carrito llega a un punto que está cercana a la velocidad de la luz, vos le seguis aplicando la fuerza pero no vas a ver que aumente la velocidad ahora, por más que la apliqués toda la fuerza que puedas no va a aumentar la velocidad. Según el teorema de la energía si sobre el carrito hay trabajo la energía tiene que aumentar, en este caso la energía cinética tiene que aumentar y como no aumenta la velocidad lo que va a aumentar es su masa. Al decir que aumenta su masa no es su volumen sino que es la oposición al cambio en el momento cinético.
Por ejemplo, en el espacio las partículas cósmicas tienen una energía cinética enorme, si te golpeara por ejemplo una partícula alfa va a parecer que te golpea una pelota de tenis y esto se debe a que su masa es muy grande.

Pero por lo que nos ha enseñado Pod ese concepto de masa relativista ya no se usa más. Ahora en vez de decir que aumenta la masa cuando deja de aumentar la velocidad 8ya que esta proximo a la velocidad de la luz) se dice que aumenta la energía cinética solamente. Y es lógico que se piense que como la energía cinética aumenta y esta es proporcional a la masa y la velocidad, si la velocidad no aumenta entonces tendría que aumentar la masa. Pero por la nueva definición la masa es solo una y no varía. Así que lo correcto es decir que aumenta la energía cinética y punto.

Espero que se haya entendido

[guibix]

Re: Foton y su masa

Para no marear la perdiz con las definiciones de masa, se podría decir que lo que pesa y se resiste a los cambios de movimiento es la energía. La masa tiene una muy importante aportación de energía, que es la energía del objeto cuando está en reposo.

Por eso decimos que la masa no aumenta (la energía en reposo no aumenta), sino que aumenta la energía total (añadimos energía cinética), con lo que el objeto pesa más y le cuesta más cambiar su movimiento, pero tiene la misma masa (energía en reposo).

Saludos.

[john500]

Re: Foton y su masa

Entonces no se pude acelerar un objeto hasta la velocidad de la luz .. Porque?

[pod]

Re: Foton y su masa

Entonces no se pude acelerar un objeto hasta la velocidad de la luz .. Porque?

Hay varias formas de responder a esa pregunta.

Una de ellas es: para evitar multas de la policía Einsteiniana.

Ahora en serio, hay muchas formas de argumentarlo. Voy a seguir un camino que evita utilizar el concepto "polémico" de masa, resulta que en relatividad nos dimos cuenta que la inercia de los cuerpos es una magnitud mucho más complicada de lo que parecía en Física de Newton. Allí estamos acostumbrados a que las aceleraciones producidas por un cuerpo siempre tienen la misma dirección y sentido que la fuerza que las causa, y ademas los módulos de ambos vectores siempre siguen la misma proporción para un mismo objeto, independientemente del estado en que se encuentre el objeto en ese momento.

Todo esto deja de ser cierto en relatividad. Una misma fuerza aplicada sobre un mismo objeto provoca una aceleración que:

- Puede no tener la misma dirección que la fuerza (sólo tendrá la misma dirección si la fuerza se hace en la dirección de la velocidad; en cualquier otro caso, los tres vectores fuerza, aceleración y velocidad tendrán direcciones diferentes),
- El cociente entre los módulos de los vectores fuerza y aceleración depende de la velocidad actual del objeto. A mayor velocidad, mayor es ese cociente (es decir, una misma fuerza consigue menor aceleración cuando el objeto se mueve a altas velocidades),
- El cociente entre los módulos de los vectores fuerza y aceleración depende de la dirección en que se efectúa la fuerza.

Para el caso, lo que nos importa es el segundo punto. En virtud de él, si mantenemos una fuerza constante sobre un mismo cuerpo, la aceleración será cada vez más pequeña. Hasta el punto que, al acercarnos a la velocidad de la luz, la aceleración tiende a cero. Si uno hace los cálculos, obtiene lo que llamamos una asíntota. Matemáticamente, la velocidad llegaría a ser la de la luz si dicha fuerza constante se mantuviera durante infinito tiempo. Dado de que no disponemos de infinito tiempo, la velocidad siempre será menor.

[john500]

Re: Foton y su masa

No entendi muy bien, me lo podrias explicar lo mas sencillo posible?
Gracias

[pod]

Re: Foton y su masa

No entendi muy bien, me lo podrias explicar lo mas sencillo posible?
Gracias

No se puede porque las leyes de la física lo prohíben.

[Weip]

Re: Foton y su masa

En posts anteriores te lo hemos explicado, pero si quieres algo más sencillo:

Tu tienes un objeto con masa. Le das energia y se coloca al 90% de la velocidad de la luz. Empújalo (dale energia) y lo tendrás al 95%. Le das otro y se coloca al 99%. Si le das un empujoncito más, esa masa estará al 99,9 % de la velocidad de la luz. Si le das más energia, estará al 99,99 %. Dale más y se pondrá al 99,999%. Así indefinidamente.

Se puede hacer este experimento, y de este se puede concluir que para un cuerpo con masa no nula le es imposible alcanzar la velocidad de la luz porque requeriría administrarle energia infinita, cosa físicamente imposible y sin sentido.
Creo que este ejemplo se entiende bien.

Espero haberte ayudado.

[guibix]

Re: Foton y su masa

No se puede porque las leyes de la física lo prohíben.

Jajaja!! Muy Bueno!! Ésta me la apunto!! jeje

No entendi muy bien, me lo podrias explicar lo mas sencillo posible?
Gracias

Creo que lo que Pod intenta decir es, por una parte, que no se puede definir a la masa por el cociente entre fuerza y aceleración, ya que puede tener distinto resultado dependiendo de la dirección de la fuerza y de la dirección del movimiento.

Por otro lado y en todo caso, la aceleración de una fuerza tiende a ser nula cuando la velocidad tiende a $c$. Por lo que es imposible llegar a $c$ si cuando más cerca se está, hay cada vez menos aceleración. Digamos que solo llegaría a $c$ si dispusiera de un tiempo infinito acelerando.

[john500]

Re: Foton y su masa

Pero porque la masa deja de aumentar cuando esta apunto de llegar a c?

[guibix]

Re: Foton y su masa

Pero porque la masa deja de aumentar cuando esta apunto de llegar a c?

¿De dónde has sacado eso?

No, la energía aumenta indefinidamente así como la "masa inercial", si lo prefieres. Lo que deja de aumentar es la velocidad.

Antes de seguir preguntando lee esto, por favor:

¿Se puede viajar a la velocidad de la luz, o a una mayor?

y

¿Crece la masa con la velocidad?

Saludos.

[Weip]

Re: Foton y su masa

¿De dónde has sacado eso?

No, la energía aumenta indefinidamente así como la "masa inercial", si lo prefieres. Lo que deja de aumentar es la velocidad.

Antes de seguir preguntando lee esto, por favor:

¿Se puede viajar a la velocidad de la luz, o a una mayor?

y

¿Crece la masa con la velocidad?

Saludos.

Estamos dando vueltas a los mismo conceptos todo el rato.
john 500, en anteriores posts se ha explicado esto ya de varias maneras, vuelvetelos a leer que a uno se le acaban los ejemplos xD. Creo que has entendido mal mi ejemplo, lo que aumenta es la velocidad, no la masa.

[john500]

Re: Foton y su masa

Y porque la velocidad deja de aumentar cuando se llega a C ?

[Weip]

Re: Foton y su masa

Hombre, deja de aumentar porque (en el caso del fotón que puede llegar a esa velocidad) tiene masa nula. Una forma de pasar ese límite de velocidad sería dando a la masa valores negativos, pero es imposible. Lo que quiero decir es que para alcanzar la velocidad de la luz, necesitas que la masa sea 0, y para pasarla, reducir aún más su masa (que no se puede, y por eso la velocidad de la luz es un límite).

[john500]

Re: Foton y su masa

Pero porque si tenemos masa, no podmos llegar a c?

[Julián]

Re: Foton y su masa

Pero porque si tenemos masa, no podmos llegar a c?

Porque el universo funciona así, tan simple como eso. Podemos llegar a descubrir y a enunciar las leyes pero el porque ya es una cuestión filosofica, metafísica.
Las cosas con masa no pueden viajar a la velocidad de la luz. ¿por qué? no lo sabemos preguntale a la singularidad o al creador. Preguntar porque las partículas con masa no llegan a la velocidad de la luz es como preguntar porque un electrón y un protón se atraen, o porque cuerpos con masa se atraen. Simplemente las cosas funcionan así, la física lo que hace es formular las relaciones, principios, leyes.