1r ciclo PARTICULA. Definicion y propiedades

[Chelo]

Cuando se empieza a estudiar la Mecánica newtoniana iniciamos con el capítulo de Cinemática de partículas, para ello definimos a una partícula como aquel cuerpo puntual, que puede tener masa o carga, pero en su movimiento se desprecian los movimientos de rotación y vibración.

Aquí viene mi pregunta, sabiendo, claro está, que esta idea de partícula es ideal y no real para la mecánica de Newton.
¿Cuál es el motivo de que se desprecien estos tipos de movimiento en una partícula?
Y dos ideas que llegaron rápidamente a mi cabeza... que no son respuesta a la pregunta

1. En el modelo actual matemático probabilístico del átomo, se considera el movimiento de rotación sobre su propio eje del electrón (spin)... pero estamos en el campo de la mecánica cuántica, así que no viene al caso.
2. En el movimiento armónico de un péndulo simple... no es una partícula la que vibra (oscila)?

Espero que me obsequien un poco de su tiempo para responderme esto, lo he buscado en varios libros, y lo mencionan pero no lo explican. Tal vez sea más simple de lo que pienso

[SBS]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

Hola Chelo,
Si nos restringimos a la mecánica newtoniana,los efectos de la mecánica cuántica (espin,longitud de onda,etc...) son de una orden de magnitud tan pequeña respecto a los efectos producidos por la mecánica newtoniana que no se tienen en cuenta cuando se estudia la mecánica newtoniana

[Chelo]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

Sí, lo tengo claro. En realidad lo del espín no venía al caso, como lo escribí, solo se me ocurrió, mi duda es ¿porqué no se considera la traslación ni rotación de una partícula?

[angel relativamente]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

Si consideramos una partícula puntual es para simplificar las cosas.
Por ejemplo, ¿puedes decir dónde se encuentra un coche?. Como un coche está formado por infinitas partículas puntuales, tendrías que dar la posición de las infinitas partículas. Para simplificar eso damos la posición de una partícula, que es el centro de masas de ese coche, y sobre él hacemos toda la cinemática y dinámica. Cuando decimos "empujamos el coche", o "tal coche lleva cierta velocidad", pensamos realmente en una partícula puntual. Y en efecto, en esta simplificación, eliminamos el estudio de rotación (no sé lo que quieres decir con vibración, porque sí que podemos hablar de la vibración de una partícula puntual como bien describes más abajo). El ejemplo clásico para ver que se elimina la rotación es el de pasar un eje por el centro de masas del coche. Si el coche rota sobre ese eje, entonces el punto permanece estático y las leyes que teníamos sobre el punto no nos valen para describir el movimiento de rotación.

En mecánica cuántica, en efecto, se considera que hay partículas que tienen cierto espín. Además, dicho espín es una cualidad intrínseca de la partícula. No obstante, a parte de que esto no es aplicable a mecánica newtoniana, hay que separar conceptos. Cuando en física atómica hablamos de una partícula nos referimos a un ente físico generalmente muy diminuto (con respecto a las escalas macroscópicas). Cuando en mecánica newtoniana hablamos de una partícula, no hablamos de un ente físico ni mucho menos, es tan solo una representación teórica simplificada de los entes. Nadie sabe de una partícula de dimensión 0, y menos a la que le atribuimos propiedades como la masa o la carga. Así que partícula puede referirse a dos cosas conceptualmente muy distintas según el contexto, y hay que saber discernirlas.

Saludos,

[Julián]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

Pero que las partículas subatómicas tengan dimensión cero ¿resulta de una comprobación empírica o es debido a la imposibilidad de determinar la dimensiones de estas? A lo que me refiero es, por ejemplo ¿como se determinaría la dimensión de un electrón? si ya de por sí en la localización de este hay un rango de incertidumbre, y para localizarlo es necesario enviar un fotón que interactuará con este. así que no hay ningún tipo de medición que podamos hacer para determinar la dimensión. saludos.

[pod]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

¿Cuál es el motivo de que se desprecien estos tipos de movimiento en una partícula?

Ya te han contestado: para simplificar, es una aproximación. Puede hacerse la física de movimientos más generales, pero es cada vez más complicado. Probablemente a lo largo del primer curso ya irás a la mecánica del sólido rígido, que es otra aproximación un poco menos restrictiva.

En el modelo actual matemático probabilístico del átomo, se considera el movimiento de rotación sobre su propio eje del electrón (spin)... pero estamos en el campo de la mecánica cuántica, así que no viene al caso.

En realidad, el spin de los electrónes (ni del resto de partículas) no puede explicarse como una rotación sobre su propio eje. Esa fue la interpretación original que se le dio, pero pronto se vio que era inviable. El spin es una propiedad cuántica sin análogo clásico.

Pero que las partículas subatómicas tengan dimensión cero ¿resulta de una comprobación empírica o es debido a la imposibilidad de determinar la dimensiones de estas? A lo que me refiero es, por ejemplo ¿como se determinaría la dimensión de un electrón? si ya de por sí en la localización de este hay un rango de incertidumbre, y para localizarlo es necesario enviar un fotón que interactuará con este. así que no hay ningún tipo de medición que podamos hacer para determinar la dimensión. saludos.

(Los resultados de) Todos los experimentos hechos hasta la fecha son plenamente consistentes con partículas puntuales, sin extensión.

Para determinarlo, no es necesario hacer mediciones directas (que por otra parte se encontrarían con dificultades como la que apuntas). Es mucho más fácil hacerlo de forma indirecta. Por de Broglie, a mayor energía, menores son las distancias que uno "testea".

De hecho, visto de esta forma, el modelo estándar contiene la hipótesis de que las partículas son puntuales. Cualquier experimento acerca del modelo estándar está, por lo tanto, poniendo a prueba dicha hipótesis.

Por supuesto, los "cuerdistas" nos basamos en la presunción que, a escala muy inferior, las partículas en realidad son objetos unidimensionales en vez de puntos. Pero eso es algo que no se ha podido experimentar aún.

[Julián]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

Un objeto unidimensional es pertenece a un espacio vectorial el cual tiene solamente un vector linealmente independiente, esto quiere decir que los objetos son extensiones de algo en un solo eje. ¿no es cierto?

¿cuál es la razón de que se llegue a esa conclusión?

[pod]

Re: PARTÍCULA. Definición y propiedades.

Un objeto unidimensional es pertenece a un espacio vectorial el cual tiene solamente un vector linealmente independiente, esto quiere decir que los objetos son extensiones de algo en un solo eje. ¿no es cierto?

¿cuál es la razón de que se llegue a esa conclusión?

Es mejor no abundar demasiado en la teoría de cuerdas en este hilo y subforo. Centrémonos en la pregunta original de Chelo