No puede pretender lo mismo para objetos que tienen una aceleración CORRECTA. La aceleración adecuada es ese componente de aceleración que es causado por una fuerza mecánica. La aceleración adecuada NO ES relativa en la forma en que piensas.
El concepto de marco inercial en realidad se refiere a una red de instrumentos de medición para los cuales se conservan la energía y el momento. Esto es conceptualmente equivalente a decir que los instrumentos de medición no se ven afectados significativamente por las fuerzas mecánicas.
La fuerza mecánica es un concepto fundamental en la relatividad. La fuerza mecánica es cualquier interacción entre dos cuerpos que conserva el momento lineal total del sistema. Las fuerzas mecánicas incluyen todas las fuerzas de contacto, fuerzas electromagnéticas y fuerzas nucleares.
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La relatividad especial cubre todas las fuerzas mecánicas. Sin embargo, no cubre los efectos de la gravedad. La gravedad no es una fuerza mecánica según la relatividad general. Sin embargo, la frase marco inercial se usa exclusivamente para sistemas donde la gravedad no es significativa. Entonces puedo definir el marco inercial únicamente en términos de fuerzas mecánicas.
Hay cuatro condiciones que se aplican a cada instrumento de medición que es parte de un marco inercial. Un marco inercial es un conjunto de cuerpos que tienen:
- Aceleración adecuada de cero: no se actúa sobre una fuerza mecánica.
- Velocidad relativa de cero: todos se mueven a la misma velocidad.
- Dimensiones infinitesimales: no están sujetas a esfuerzo mecánico o cizallamiento.
- Límite de velocidad: la fuerza mecánica entre dos cuerpos en el vacío tiene que propagarse a una velocidad denominada celeridad (c).
La celeridad es de aproximadamente 3 ∙ 10 ^ 8 m / s. Einstein demostró formalmente que c es el límite superior más bajo a la velocidad medida de cualquier fuerza mecánica. Sin embargo, ahora sucede que c es la velocidad de la luz en el vacío. La celeridad es en realidad la velocidad de cualquier pulso electromagnético en un vacío ilimitado. Uno puede mostrar esto con la ecuación de Maxwell. Sin embargo, estos son solo ejemplos específicos.
Tenga en cuenta que uno puede tener dos cuadros inerciales que se mueven a una velocidad distinta de cero entre sí. La relatividad especial utiliza el postulado de que TODAS las leyes de fuerza en el mundo real tienen la misma forma en todos los marcos inerciales.
Ahora hay DOS tipos de aceleración importantes en la relatividad.
Una ‘aceleración’ es la ‘aceleración coordinada’. Esto es lo que llamarías ‘aceleración relativa’. Es un concepto puramente geométrico. Se puede definir una aceleración coordinada entre dos cuerpos corporales independientes de las fuerzas mecánicas.
La otra ‘aceleración’ se llama ‘aceleración adecuada’. Esta es la aceleración en un cuerpo que es causada específicamente por la fuerza mecánica que actúa sobre ese cuerpo. La aceleración adecuada se define cuantitativamente como la fuerza mecánica que actúa sobre un instrumento de medición dividida por la masa relativista que actúa sobre ese instrumento de medición.
La aceleración adecuada es importante por varias razones, pero la más importante es esta. Una aceleración adecuada igual a un vector distinto de cero invalida el uso del concepto de marco inercial. Un marco inercial puede definirse cuantitativamente como un conjunto de instrumentos de medición cuya velocidad es la misma y cuya aceleración CORRECTA es un vector cero.
Un marco de referencia es un conjunto de cuerpos que tienen la misma velocidad, ya sea que estén actuando o no por una fuerza mecánica. Sin embargo, un marco inercial es un tipo especial de marco de referencia. Ningún instrumento en un marco inercial puede actuar de manera significativa por una fuerza mecánica.
Entonces, cuando hace un problema en relatividad especial, debe estimar la fuerza mecánica que actúa sobre los instrumentos de medición en su referencia. Solo puede suponer que sus instrumentos de medición son parte de un marco inercial si la fuerza mecánica no actúa sobre ningún instrumento de medición.
Tenga en cuenta que no puede suponer que la fuerza es insignificante solo porque funciona por un período de tiempo muy corto. No voy a entrar en por qué en esta respuesta. Sin embargo, la premisa a menudo surge de que un impulso de acción corta es insignificante en términos de relatividad. Esto esta muy mal !-)
Uno nunca puede ignorar las fuerzas mecánicas en la relatividad. La parte cinemática (es decir, el continuo espacio-tiempo) de la relatividad especial es insuficiente para determinar predicciones únicas de mediciones físicas. La parte cinética (es decir, las fuerzas de impulso-energía) de la relatividad siempre es necesaria para determinar de forma única cuáles serán las mediciones.
