La relatività galileiana e einsteiniana: riassunto

LA RELATIVITA' GALILEIANA E EINSTEINIANA

La relatività galileiana.

Le trasformazioni galileiane. Sappiamo che il moto è relativo all’osservatore; uno stesso corpo può essere, ad esempio, in moto rispetto ad un osservatore e fermo rispetto ad un altro. Di conseguenza il movimento si svolge con proprietà diverse rispetto a due osservatori in moto l’uno rispetto all’altro.
Immaginiamo due osservatori che si trovino in due distinti sistemi di riferimento S ed S’ (un sistema di riferimento si può considerare come un laboratorio nel quale sono presenti operatori e strumenti in grado di effettuare misure di spazio e di tempo). Essi attribuiscono al punto in cui si realizza uno stesso evento coordinate diverse (l’evento può essere l’arrivo di un ciclista, la partenza di un’automobile…). 

Galileo e Einstein: teoria della relatività

RELATIVITA' GALILEIANA: RIASSUNTO

Le relazioni tra le coordinate spazio-temporali di uno stesso evento nei due sistemi di riferimento S e S’ sono espresse dalle cosiddette trasformazioni galileiane: 
nelle quali si è supposto che gli assi omologhi dei due sistemi siano paralleli e che S’ si muova rispetto ad S con velocità nella direzione e nel verso del semiasse positivo delle ascisse.
Anche per le velocità vale una legge di composizione, per cui
dove indica la velocità dell’oggetto rispetto a S e la velocità dello stesso oggetto rispetto a S’.
L’accelerazione, invece, è invariante per trasformazioni galileiane, nel senso che essa assume lo stesso valore passando da un sistema S ad uno S’ che si muova rispetto ad S di moto rettilineo uniforme.

Altri esempi di grandezze invarianti per trasformazioni galileiane sono il tempo (come precisato nelle trasformazioni stesse (*)), in quanto si suppone che la sua misura sia indipendente dal sistema di riferimento, e la massa di un corpo, in quanto essa si suppone che esprima una proprietà del corpo che non varia con la velocità.

Teoria della relatività di Einstein: spiegata in modo semplice

RELATIVITA' GALILEIANA: SPIEGAZIONE SEMPLICE

IL PRINCIPIO DI RELATIVITA’ CLASSICA - Richiamiamo il principio di relatività classico (1630), detto anche galileiano, che dice:
“Tutte le leggi della meccanica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali”.
Facciamo un esempio.
Consideriamo il seguente esperimento: la caduta di un corpo a terra. Immaginiamo che tale esperimento venga condotto sia da un osservatore A che si trovi su un marciapiede che da un osservatore B che si trovi all’interno di un ascensore che stia salendo ad una velocità costante.
Sia A che B arriveranno alla stessa conclusione: il corpo si muove di moto rettilineo uniformemente accelerato, con la stessa accelerazione g.
Per questo motivo un osservatore non sarà mai in grado di evidenziare il moto rettilineo uniforme del proprio sistema inerziale unicamente osservando un certo fenomeno meccanico nel proprio sistema di riferimento.

Teoria della relatività di Einstein: riassunto

RELATIVITA' RISTRETTA

La teoria della relatività di Einstein. I presupposti della teoria della relatività ristretta. Ricordata l’invarianza delle leggi della meccanica rispetto ai sistemi di riferimento inerziali, vediamo se lo stesso accade per i fenomeni elettromagnetici.
La teoria dell’elettromagnetismo è riassunta da quattro equazioni, le cosiddette equazioni di Maxwell, che hanno consentito di unificare fenomeni elettrici e magnetici.
Conseguenza fondamentale di queste equazioni è la previsione, teorica, dell'esistenza di onde elettromagnetiche. Questa previsione, puramente teorica, fu confermata da una serie di famosi esperimenti di H.Hertz, negli anni 1886-89, quindi parecchi anni dopo la pubblicazione del lavoro di Maxwell (avvenuta nel 1873).

Approfondisci: Albert Einstein: biografia e scoperte