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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Aparte del reloj, las personas también utilizan los cronómetros y los calendarios como instrumentos de medición del tiempo, aunque en diferentes escalas.

¿Sabías qué?

El momento más corto de tiempo se llama tiempo de Planck y tiene una duración de 5,39106(32)•10-44s.

Paradoja de los gemelos

Si una persona viajase a una estrella en una nave espacial a la velocidad de la luz y su gemelo se quedase en la Tierra, en el momento de reencuentro aquel que viajó al espacio sería más joven que el otro, debido a la teoría especial de la relatividad.

¿Sabías qué?

El reloj más exacto del mundo, mide vibraciones con un solo átomo de mercurio, en mil billones de años no se retrasa ni un solo segundo.

CONCEPTO FÍSICO DEL TIEMPO



Siempre se habla de ganar, perder o ahorrar tiempo, pero lo cierto es que éste ni siquiera se puede guardar o almacenar. El tiempo avanza de forma inevitable y esto no se puede alterar. ¿Tratar de que el tiempo avance más rápido o más lento será físicamente posible? Acompáñanos a descubrirlo.

La palabra tiempo proviene del latín tempus, está asociada a una magnitud de carácter físico, la cual determina la medición cuantificable de lo que dura un fenómeno o hecho que es susceptible a cambio.

Dado que toda magnitud tiene una unidad asociada, la del tiempo es el segundo(s). Antes de 1967 se definía al segundo en función de la duración de un día solar, es decir: 1/86.400 parte del día. Pero a partir de esa fecha, su medición se hace tomando como base el tiempo atómico.

La vida se desenvuelve constantemente en períodos de duración en los que se desarrollan acciones y sucesos, sean largos o cortos. Describimos a la historia del hombre a través de medidas de tiempo por medio de períodos, etapas o eras. En muchos casos se toma como punto de referencia el nacimiento de Cristo.


El tiempo para algunos historiadores es catalogado como infinito.


¿QUÉ SE UTILIZA PARA MEDIR EL TIEMPO?

El instrumento utilizado para medir el tiempo es el reloj. No siempre existió tal y como lo conocemos hoy en día, fue evolucionando con el transcurrir de la historia. El primer medidor del tiempo fue el reloj de sol, cerca del 3000 a.C. en Egipto, el mismo utilizaba la sombra para señalar las horas del día. Luego se utilizó el reloj de arena, su duración dependía de la cantidad de arena y del tamaño del orificio de caída. Existieron también relojes de agua y de fuego. Los relojes mecánicos se empezaron a fabricar y popularizar desde el año 1300 en adelante. Posteriormente, genios como Da Vinci, Galileo y Hooke aportaron sus conocimientos e imaginación modificando y perfeccionando este gran invento. Actualmente el reloj más preciso es el reloj atómico; en un año, la desviación máxima de un reloj de este tipo es de 25 a 12 mil millonésimas de segundo.


El reloj de arena se empezó a implementar inicialmente para medir la duración de las misas.


EL TIEMPO PARA LA FÍSICA

El tiempo para la física es una magnitud escalar, cuantificable, y se aplica en la medición de duración de un fenómeno. El concepto de tiempo en la física ha cambiado a lo largo de la historia, veamos algunos ejemplos:

Isaac Newton describía al tiempo como un ente que fluye sin dependencia de cualquier cosa externa, que se mueve en una sola dirección unidimensionalmente, y que se expresa como un parámetro matemático.


Clásicamente el tiempo se tomaba como una dimensión más del espacio-tiempo.

Samuel Clarke y Gottfried Leibniz lo definieron como la ligadura entre la relación y orden de los sucesos, no como un marco absoluto en el que suceden las cosa.

En el año 1905 Albert Einstein, con su teoría de la relatividad, reformuló lo conocido en física hasta el momento, dio nuevas explicaciones con respecto a los sistemas de referencia, descartando la simultaneidad.

Werner Heisenberg en 1927 formuló en su principio de incertidumbre que cuanto más se sabe sobre la energía de una partícula, menos se sabrá sobre el tiempo durante el que posee esa energía.

En la física cuántica el tiempo es un parámetro de la evolución de los estados cuánticos, pero no es igual al resto de los observables, pues un reloj que midiese el tiempo cuántico tendría la posibilidad de que el tiempo se desarrolle hacia atrás.


¿PARA QUÉ SIRVE EL TIEMPO?

El tiempo se emplea para medir la duración de un evento o suceso. También, para llevar registro de un sistema cronológico de fechas que se relacionan con hechos. En la física es muy importante, pues es la variable principal de medición de muchos fenómenos como la velocidad, la aceleración, la potencia, rapidez, etc.


En física cuántica los relojes no existen.


VELOCIDAD Y RAPIDEZ VAN DE LA MANO CON EL TIEMPO

Cuando hablamos de que un vehículo se desplaza a 60 km por hora se hace referencia a su rapidez, puesto que la misma nos indica la cantidad de distancia que logra recorrer en un intervalo de tiempo. En este caso el vehículo recorre 60 km cada vez que pasa una hora; en el trascurso de dos horas se duplicará la distancia recorrida a 120 km.

Por tanto llamaremos velocidad al recorrido del móvil por cada unidad de tiempo. La velocidad se expresa por la ecuación:

Eventos Tiempos aproximados

Batir de las alas de una mosca

10-3 s

Vuelta de las aspas de un ventilador

10-2 s

Abrir y cerrar los ojos

0,4 s

Tiempo entre dos latidos del corazón

1 s

Llegada de la luz desde Sol a la Tierra

500 s

Duración de vida promedio de una persona

109 s

Vida del Sol como estrella

1018 s


Un objeto se mueve cuando su posición respecto de un origen varía al transcurrir el tiempo.


ACELERACIÓN

Se llama aceleración a la relación entre la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Normalmente los cuerpos en movimiento rectilíneo pueden cambiar la velocidad con la que se desplazan, ya sea para aumentarla o disminuirla, en ese instante decimos que se acelera o desacelera.

Si la aceleración es mayor a cero se dice que la aceleración es positiva, por lo que aumenta la velocidad. Si la aceleración es menor que cero, se dice que la aceleración es negativa por lo cual disminuye la velocidad. Cuando la aceleración es igual a cero se dice que la velocidad es constante.


TIEMPO DE ALCANCE

Para definir tiempo de alcance, supongamos dos móviles A y B separados inicialmente a una distancia “d” y con movimiento rectilíneo uniforme, sabiendo que viajan en igual dirección y sentido, y que la velocidad Vb>Va, después de un cierto tiempo, el móvil A que se mueve más rápido alcanzará al otro (d = 0). Este tiempo se denomina tiempo de alcance.

Ejemplo:

Un tren de carga que viaja a 40 km/h es seguido 4 horas después por un tren de pasajeros que va a 60km/h en la misma dirección. ¿En qué momento se encontrarán ambos trenes?

Solución:

Para poder resolver el problema se debe saber la distancia entre el tren de carga y el tren de pasajeros al inicio del análisis del problema.

Dado que se sabe que el tren de carga viaja a 40 km/h y que lleva 4 horas en movimiento, se puede saber la distancia recorrida haciendo uso de la ecuación de M.R.U.

Una vez conocida la distancia se aplica la ecuación de tiempo de alcance, sabiendo que :

Se encontrarían transcurridas 8 horas.


TIEMPO DE REACCIÓN

El tiempo que transcurre entre la recepción del estímulo y la ejecución de la acción es el llamado tiempo de reacción.

Se hace referencia al tiempo de reacción cuando una persona tiene que realizar alguna acción en respuesta a un cierto estímulo

EXPERIENCIA PARA MEDIR EL TIEMPO DE REACCIÓN

Pide a un compañero que sostenga una regla y que la deje caer sin avisarte. Sitúa tus dedos sobre el cero y cuando veas que la suelta, cierra los dedos sobre la regla.

Anota la distancia que ha caído la regla. Vendrá indicada por la división que se encuentre debajo de tus dedos.

Aplicas la siguiente formula: t= 0,045 •Öd

Donde “d” es la distancia que ha caído.


¿EXISTE LA CUARTA DIMENSIÓN?

En física se dice que el tiempo es la cuarta dimensión, pues las otras tres dimensiones son las que comúnmente conocemos (x, y, z), que representan largo, ancho y profundidad. En torno al tiempo se puede medir cualquier fenómeno que ocurra en el espacio. Pero matemáticamente hablar de una cuarta dimensión es hacer referencia a una dimensión que debe ser perpendicular a estas tres dimensiones conocidas. Darnos cuenta de esa otra dimensión se nos hace imposible, pues estamos acostumbrados a ver y vivir solo en tres dimensiones, una forma de imaginarlo es curvar nuestro espacio. La primera figura que se le asocio a la cuarta dimensión fue llamada Teseracto o también conocido como hipercubo.


Qué ocurre con la materia dentro de los agujeros negros podría responderse mediante la existencia de una cuarta dimensión.



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