Estáu físicu

Un estáu físicu ye caúna de les situaciones o formes físicamente estremables por aciu la midida de dalguna(s) propiedá(ye) que puede adoptar un sistema físicu nel so evolución temporal. Esto ye, nun sistema físicu que ta sufriendo cambeos, un estáu físicu ye cualesquier de les situaciones posibles como resultáu de dichos cambeos.

Estáu físicu
conceutu y propiedá
estáu

Estáu físicu en distintes teoríes físiques

La definición anterior ye bien astracta, y toma sentíos llixeramente distintes, según la teoría física de que se trate, por eso merez esplicar el términu más concretamente en cada contestu onde apaez. En particular el términu apaez nos siguientes contestos de la física:

1. Estáu ye usáu dacuando como un sinónimu d'estáu de la materia.
2. En mecánica clásica el microestado d'un sistema (o un cuerpu) referir al conxuntu de variables medibles relevantes pa especificar dafechu la so evolución temporal futura.
3. En termodinámica, l'estáu termodinámicu o más concretamente'l macroestado d'equilibriu d'un sistema referir a una situación descriptiva del sistema, carauterizada por una combinación de propiedaes físiques, por casu, temperatura, presión, volume (qu'especifica dafechu les otres propiedaes macroscópicas del sistema).
4. Nel estudiu de los sistemes dinámicos, un sistema físicu qu'evoluciona col tiempu se modeliza por aciu una ecuación diferencial (o conxuntu d'elles), nesti contestu denominar estáu al vector de variables incógnita qu'intervien nesa ecuación (en ciertos casos, esto coincide col conceutu d'estáu físicu nel sentíu termodinámicu, n'otros ye un conceutu más astractu).
5. En mecánica cuántica, l'estáu referir a un oxetu matemáticu que resume la información maximal obtenible del sistema, usualmente esti estáu vien representáu por un vector nun espaciu de Hilbert astractu (téunicamente una clase d'equivalencia de vectores del espaciu de Hilbert que difieren nuna "fase" o númberu complexu de módulu unidá).

Estáu físicu en mecánica clásica

En mecánica clásica l'estáu de movimientu d'una partícula queda determináu pola posición y velocidá. Eso determina de la mesma la so enerxía potencial y la so enerxía cinética. Amás conocida la posición y velocidá (vector tangente a la trayeutoria) na posición inicial, el teorema fundamental de curves implica que la trayeutoria va ser totalmente conocida si especificamos les fuercies implicaes pa tou intre futuru.

Por cuenta de lo anterior, una manera conveniente de representar el conxuntu del estaos posibles d'una partícula ye especificar el par (x, v) (posición, velocidá) o'l par (x, p) (posición, cantidá de movimientu). De fechu la posición x ye xeneralmente un puntu de ℝ³ o bien un puntu del llamáu espaciu de configuración (pa cuando úsense coordenaes non cartesianes), la velocidá ye siempres un vector del espaciu tanxente al espaciu de configuración (que como casu particular pue ser ℝ³). Asina pos como espaciu d'estaos, escoyer el fibrado tanxente del espaciu de configuración que ye lo que conocemos como espaciu fásico.

Para sólidos ríxidos yá que tienen un númberu finito de graos de llibertá podemos construyir igualmente un espaciu de configuración formáu por coordenaes que definan la posición d'un ciertu puntu (como'l centru de masa), coordenaes que definan la orientación. El fibrado tanxente del anterior vuelve ser un espaciu fásico fayadizu pa representar tolos estaos de movimientu del sólidu ríxidu.

Estáu físicu en mecánica cuántica

En mecánica cuántica non-relativista, l'estáu físicu d'una partícula comúnmente queda especificáu pol valor d'un conxuntu maximal del observables compatibles (CCOC). Estos observables se modelizan como operadores autoadjuntos definíos sobre un espaciu de Hilbert complexu y xebrable. El valor mediu d'una magnitú física A, obtenible a partir de productos esguilares nel espaciu de Hilbert del tipu:

${\displaystyle \left\langle \psi \right|\left(A\left|\psi \right\rangle \right)=\left\langle \psi \right|A\left|\psi \right\rangle }$

Onde ${\displaystyle \left|\psi \right\rangle }$ ye un vector unitariu del espaciu de Hilbert. Puesto que la midida anterior nun camuda si representamos el vector d'estáu por ${\displaystyle y^{i\theta }\left|\psi \right\rangle }$, yá que:

${\displaystyle \left\langle y^{i\theta }\psi \right|A\left|y^{i\theta }\psi \right\rangle =y^{-i\theta }\cdot y^{i\theta }\left\langle \psi \right|A\left|\psi \right\rangle =\left\langle \psi \right|A\left|\psi \right\rangle }$

L'estáu físicu d'una partícula cuántica ye una clase d'equivalencia de vectores unitarios formada por vectores que difieren nun factor de la forma y^iθ.

Mecánica cuántica relativista

En mecánica cuántica relativista los estaos suelen referise a los estaos posibles del espaciu-tiempu. Asina l'estáu del espaciu-tiempu vien dau pol númberu de partícules de cada tipu presentes y los valores de ciertes magnitúes acomuñaes. A cada tipu de partícules acomúñase-y un campu material o observable a partir del cual defínense los operadores de creación y destrucción y l'operador númberu de partícules pa cada tipu de partícula que pueda esistir nel sistema físicu.

Estáu físicu en termodinámica

Un sistema termodinámicu que n'equilibriu queda carauterizáu por un númberu finito n de variable d'estáu variables d'estáu dizse que ye un sistema termodinámicu con n de graos de llibertá. L'estáu del sistema vien dau por un (X₁, X₂, ..., X_n) de les cualos siquier una d'elles ye una magnitú estensiva.

Referencies

Bibliografía

• Henri, Bourlès (2010). John Wiley & Sons: Linear Systems (n'inglés), páx. 544. ISBN 1848211627.
• Henri, Bourlès (1997). «Finite poles and zeros of linear systems: an intrinsic approach» (n'inglés). Int. J. Control 68(4:  páxs. 897-922.
• Henri, Bourlès; Bogdan, Marinescu (2011). Springer: Linear Time-Varying Systems: Algebraic-Analytic Approach (n'inglés), páx. 638. ISBN 3642197264.
• Michel, Fliess (1995). «Flatness and defect of nonlinear systems: Introductory theory and examples» (n'inglés). Internat. J. Control 61:  páxs. 1327-1361.
• Wolfgang, Hahn (1967). Springer: Stability of Motion (n'inglés), páx. 446. ISBN 3540038299.
• Alberto, Isidori (1995). Springer: Nonlinear Control Systems (3rd ed.) (n'inglés), páx. 564. ISBN 3540199160.
• R.Y., Kalman (1960). On the general theory of control systems (n'inglés).
• R. Y., Kalman (1963). «Mathematical description of linear dynamical systems» (n'inglés). SIAM J. Control 1:  páxs. 152-192.
• A.G.J., MacFarlane (1976). «Poles and zeros of linear multivariable systems: a survey of the algebraic, geometric and complex-variable theory» (n'inglés). Int. J. Control 24(1:  páxs. 33-74.
• Howard, Rosenbrock; Harry (1970). Nelson: State-Space and Multivariable Theory (n'inglés), páx. 267. ISBN 0177810025.
• Wilson, Rugh; J. (1995). Prentice Hall: Linear System Theory (2nd ed.) (n'inglés), páx. 581. ISBN 0134412052.
• Jean-Jacques Y., Slotine; Weiping, Li (1991). Prentice-Hall: Applied Nonlinear Control (n'inglés), páx. 461. ISBN 0130400491.
• L. M., Silverman (1967). «Controllability and observability in time-variable linear systems» (n'inglés). SIAM J. Control 5:  páxs. 64-73.
• Hebertt J., Sira Ramírez; Sunil Kumar, Agrawal (2004). Marcel Dekker: Differentially flat systems (n'inglés), páx. 467. ISBN 0824754700.
• W. Murray, Wonham (1985). Springer: Linear multivariable control: a geometric approach (n'inglés), páx. 334. ISBN 0387960716.

• Datos: Q230855
• Cites famoses: Estado (física)