Acerca de una ambigüedad que realmente me impide entender el principio "las leyes de la física son invariantes en todos los marcos inerciales"

Question

El principio a menudo se expresa como autoexplicativo ....

La frase "las leyes de la física son las mismas en todos los marcos inerciales" podría significar 2 cosas muy diferentes (al menos desde mi punto de vista).

(1) ¿Significa que hay una clase especial de marcos que son "inerciales" (y otros que no lo son), y que, en esta clase especial, las leyes de la física son invariantes?

(2) ¿O debería la propiedad "ser inercial" (en la traducción de uno con respecto al otro) ser vista como una relación de equivalencia que divide el conjunto de marcos, de tal manera que, en cada "celda" de esta partición, hay leyes de física invariantes (aunque estas leyes invariantes no son las mismas para todas las clases de marcos).

Answer 1

La interpretación correcta es (1). El principio establece que, al escribir las leyes de la física utilizando coordenadas (espaciales y temporales) de marcos de referencia, la forma de las leyes resulta ser idéntica en cada marco de referencia inercial. Invariante se usa aquí como de forma idéntica.

Answer 2

No estoy seguro de qué distinción estás haciendo, pero la respuesta es que tu párrafo etiquetado como (1) es correcto.

Debes tener en cuenta que los marcos de referencia son abstracciones ficticias que superponemos sobre la realidad para permitirnos realizar un seguimiento de distancias y tiempos transcurridos. La realidad sigue siendo la misma independientemente del marco que superpongamos. La pregunta es si podemos utilizar las mismas fórmulas matemáticas para calcular efectos independientemente del marco que superpongamos. Claramente, eso no siempre es cierto: si eliges dos marcos, uno de los cuales está girando, moviéndose hacia el este y subiendo y bajando en relación con el otro, necesitarás hacer algunos ajustes si cambias de uno a otro, como lo harías si usaras un marco con una escala logarítmica, por ejemplo.

Answer 3

Tomar un ascensor del primer piso al décimo piso. Te sientes más pesado cuando el ascensor sale del primer piso y más ligero cuando llega al décimo piso.

Puedes explicar esto al notar que el ascensor no es un marco inercial. Está acelerado y luego desacelerado, en relación a la Tierra (que estrictamente hablando no es un marco inercial, pero mucho más que el ascensor).

Si afirmaras que el ascensor es un marco inercial, tendrías que inventar algunas leyes de la física realmente extrañas que entran en efecto al inicio y final de cualquier viaje en el ascensor y explicar el cambio de peso.