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RA · Relativity, laboratory methods and specialised topics

GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · Tema 6

6.1

Relatividad, métodos de laboratorio y temas especializados

Un instrumento preciso puede dar resultados consistentemente erróneos cuando su calibración se desplaza.

Prerrequisitos: 21, 22, 42, 43, 44.

  • Aplicar relaciones relativistas especiales de energía y espacio-tiempo
  • Propagar la incertidumbre de medición y analizar datos experimentales
  • Reconocer conceptos de física nuclear, partículas, materia condensada y astrofísica
Vocabulario Entrenar
English Español
precision/prɪˈsɪʒn/ precisión
covariance/ˈkɒveərɪəns/ covarianza
Proper time/ˈprɒpə taɪm/ Tiempo propio
6.2

Elegir el sistema y el modelo

La relatividad especial usa γ=1/sqrt(1−v²/c²). La energía en reposo es mc² y la energía total es γmc².

6.3

Utilizar la relación rectora

Para incertidumbres pequeñas e independientes, combinar contribuciones en cuadratura; las incertidumbres correlacionadas requieren términos de covarianza.

6.4

Aplicar las condiciones

La dispersión aleatoria afecta la precisión; el sesgo de calibración afecta la exactitud. Un gráfico logarítmico puede revelar una ley de potencias.

6.5

Verificar la conclusión

Las preguntas de física nuclear, partículas, materia condensada y astrofísica requieren vocabulario y modelos de nivel universitario. La física escolar sola no constituye una preparación completa.

6.6

Método resuelto

El tiempo propio se mide entre eventos en una misma posición en un sistema de referencia. Para la velocidad de una partícula 0.60c,

$$\gamma=(1-v^2/c^2)^{-1/2}=(1-0.60^2)^{-1/2}=1.25.$$
Si su vida media propia es 4.0 microsegundos,
$$\tau=\gamma\tau_0=1.25(4.0\,\mu\mathrm s)=5.0\,\mu\mathrm s.$$
$$\bar d=v\tau=(0.60)(3.00\times10^8\,\mathrm{m/s})(5.0\times10^{-6}\,\mathrm s)=900\,\mathrm m.$$
Una vida media es un promedio de una distribución; no predice el momento de desintegración individual.

Relatividad, métodos de laboratorio y temas especializados: diagrama original GRE
Relatividad, métodos de laboratorio y temas especializados: diagrama de enseñanza original GRE.
6.7

Verificar condiciones y vocabulario

Sumar incertidumbres porcentuales linealmente proporciona un límite de caso desfavorable, no la incertidumbre estadística estándar independiente.

precisión: Cercanía de mediciones repetidas entre sí.

covarianza: Medida de variación conjunta utilizada para incertidumbres correlacionadas.

Lecciones interactivas sobre este tema

Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.

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