El fluido perfecto como herramienta para la formalización de las variables de estado presión y densidad en la TER
La teoría especial de la relatividad (TER) impone con su primer postulado, que todas las leyes de la física deben ser las misma para cualquier observador inercial, en este sentido, el presente trabajo de grado examina el carácter covariante de la mecánica de fluidos en la TER, para esto se hace uso...
- Autores:
-
Pedraza Montenegro, Juan Carlos
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Pedagógica Nacional
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UPN
- Idioma:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- Fluido perfecto
Presión
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Tensor energía-momento
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La teoría especial de la relatividad (TER) impone con su primer postulado, que todas las leyes de la física deben ser las misma para cualquier observador inercial, en este sentido, el presente trabajo de grado examina el carácter covariante de la mecánica de fluidos en la TER, para esto se hace uso de un modelo simple que permite su formalización, este es el fluido perfecto, definido a partir de las variables de estado presión y densidad. Desde la perspectiva clásica de los fluidos perfectos se analiza la covarianza de sus ecuaciones de campo (ecuación de continuidad, ecuación de Euler) y la covarianza del tensor de esfuerzos a partir de las trasformaciones de Galileo, posteriormente se utilizan las ecuaciones de transformación de Lorentz para construir un objeto tetradimensional denominado tensor energía-momento; definido a partir de la presión y densidad propia del marco comóvil, al imponer una condición de conservación surgen de forma natural las ecuaciones características de un fluido perfecto. El tensor energía-momento permite formalizar las variables de estado de un fluido relativista simple, lo que representa una herramienta tanto conceptual como matemática en la enseñanza y comprensión de la TER. |
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Ayala, M. (2018). Los procesos de formalización y el papel de la experiencia en la construcción del conocimiento sobre los fenómenos físicos. Universidad de Antioquia y Universidad Pedagógica Nacional. Becerra, H., Bello, C., and Díaz, V. (2006). “sobre los cuerpos flotantes” de Arquímedes: una mirada experimental. Bonilla, Y. J. C., Rodríguez, J. F. S., and Salas, R. F. D. (2016). Notas de geometría diferencial y aplicaciones a la física. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Castillo, J. C., Ayala, M. M., Malagón, J. F., Barragán, I. G., and Barrios, M. G. (2014). El tensor de esfuerzos. un análisis epistemológico desde una perspectiva pedagógica. Revista Física y Cultura, 1(8). Crespo Martinez, A. (2006). Mecánica de fluidos. Editorial Paraninfo. Fernández, A. E. (2017). Arquímedes: el precursor del cálculo infinitesimal. RBA. Friedman, M. (1991). Fundamentos de las teorías del espacio-tiempo, volumen 684. Anaya-Spain. Kay, D. C. (1988). Schaum’s outline of theory and problems of tensor calculus. McGraw-Hill New York Levi, E. (2001). El agua según la ciencia. AMH IMTA. Lévy-Leblond, J.-M. (1999). Pensar la matemática. Tusquets. Lifshits, E. M. and Landau, L. D. (1986). Mecánica de fluidos. Reverte. Liñán, A. (2007). Las ecuaciones de Euler de la mecánica de fluidos. Real Academia de Ciencias Y Universidad Politécnica de Madrid, pages 151–177. Morente, M. G. (1964). Lecciones preliminares de filosofía. Clásicos Editores. Ribera Manzano, P. (2016). Modelos cosmológicos en el marco de la teoría general de la relatividad. B.S. thesis, Universitat Politécnica de Catalunya. Sierra Pareja, A. Y. (2014). Análisis introductorio para la comprensión del segundo postulado de la teoría especial de la relatividad. Tokaty, G. A. (1994). A history and philosophy of fluid mechanics. Courier Corporation. Tolman, R. C. (1987). Relativity, thermodynamics, and cosmology. Courier Corporation. Truesdell, C., Howard, J. C. N., and Pérez-Relaño, E. T. (1975). Ensayos de Historia de la Mecánica. Tecnos. Vélez, F. (2016). Apuntes de Relatividad. |
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Desde la perspectiva clásica de los fluidos perfectos se analiza la covarianza de sus ecuaciones de campo (ecuación de continuidad, ecuación de Euler) y la covarianza del tensor de esfuerzos a partir de las trasformaciones de Galileo, posteriormente se utilizan las ecuaciones de transformación de Lorentz para construir un objeto tetradimensional denominado tensor energía-momento; definido a partir de la presión y densidad propia del marco comóvil, al imponer una condición de conservación surgen de forma natural las ecuaciones características de un fluido perfecto. El tensor energía-momento permite formalizar las variables de estado de un fluido relativista simple, lo que representa una herramienta tanto conceptual como matemática en la enseñanza y comprensión de la TER.Submitted by Juan Carlos Pedraza Montenegro (dfi_jcpedrazam827@pedagogica.edu.co) on 2020-10-23T18:12:58Z No. of bitstreams: 2 el_fluido_perfecto_como_herramienta_para_la formalizacion_de_las_variables_de_estado_presion_y_densidad_en_la_ter.pdf: 2446860 bytes, checksum: d44ba6fb03736bb05a2376c3f8f19d32 (MD5) licencia_uso_trabajos_y_tesis_grado_.pdf: 1256193 bytes, checksum: e5e5c51b4ee5160bf8d760d20fa6597d (MD5)Approved for entry into archive by Biblioteca UPN (repositoriobiblioteca@pedagogica.edu.co) on 2020-10-23T19:15:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 el_fluido_perfecto_como_herramienta_para_la formalizacion_de_las_variables_de_estado_presion_y_densidad_en_la_ter.pdf: 2446860 bytes, checksum: d44ba6fb03736bb05a2376c3f8f19d32 (MD5) licencia_uso_trabajos_y_tesis_grado_.pdf: 1256193 bytes, checksum: e5e5c51b4ee5160bf8d760d20fa6597d (MD5)Approved for entry into archive by Elsy Carolina Martínez (ecmartinezb@pedagogica.edu.co) on 2020-10-29T18:49:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 el_fluido_perfecto_como_herramienta_para_la formalizacion_de_las_variables_de_estado_presion_y_densidad_en_la_ter.pdf: 2446860 bytes, checksum: d44ba6fb03736bb05a2376c3f8f19d32 (MD5) licencia_uso_trabajos_y_tesis_grado_.pdf: 1256193 bytes, checksum: e5e5c51b4ee5160bf8d760d20fa6597d (MD5)Made available in DSpace on 2020-10-29T18:49:40Z (GMT). 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From the classical perspective of perfect fluids, the covariance of their field equations (continuity equation, Euler's equation) and the covariance of the stress tensor based on the Galileo transformations are analyzed, subsequently the Lorentz transformation equations are used to construct a four-dimensional object called an energy-momentum tensor; defined from the pressure and density of the comoving frame, when imposing a conservation condition, the equations characteristic of a perfect fluid arise naturally. The energy-moment tensor allows to formalize the state variables of a simple relativistic fluid, which represents both a conceptual and a mathematical tool in the teaching and understanding of STR.PDFapplication/pdfspaUniversidad Pedagógica NacionalLicenciatura en FísicaFacultad de Ciencia y Tecnologíahttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Acceso abiertoAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Institucional de la Universidad Pedagógica Nacionalinstname:Universidad Pedagógica NacionalFluido perfectoPresiónDensidadTensor energía-momentoCovarianzaContinuidadIsotropíaMarco comóvilRelatividad especialTensor esfuerzosFormalizaciónCosmologíaPerfect fluidPressureDensityEnergy-moment tensorCovarianceContinuityIsotropyComoving frameSpecial relativityStress tensorFormalizationCosmologyEl fluido perfecto como herramienta para la formalización de las variables de estado presión y densidad en la TERThe perfect fluid as a tool for the formalization of the pressure and density state variables in the STRinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTesis/Trabajo de grado - Monografía – Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAyala, M. (2018). Los procesos de formalización y el papel de la experiencia en la construcción del conocimiento sobre los fenómenos físicos. Universidad de Antioquia y Universidad Pedagógica Nacional.Becerra, H., Bello, C., and Díaz, V. (2006). “sobre los cuerpos flotantes” de Arquímedes: una mirada experimental.Bonilla, Y. J. C., Rodríguez, J. F. S., and Salas, R. F. D. (2016). Notas de geometría diferencial y aplicaciones a la física. Universidad Colegio Mayor de CundinamarcaCastillo, J. C., Ayala, M. M., Malagón, J. F., Barragán, I. G., and Barrios, M. G. (2014). El tensor de esfuerzos. un análisis epistemológico desde una perspectiva pedagógica. Revista Física y Cultura, 1(8).Crespo Martinez, A. (2006). Mecánica de fluidos. Editorial Paraninfo. Fernández, A. E. (2017). Arquímedes: el precursor del cálculo infinitesimal. RBA.Friedman, M. (1991). Fundamentos de las teorías del espacio-tiempo, volumen 684. Anaya-Spain.Kay, D. C. (1988). 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