Las leyes de Newton del movimiento tienen la misma forma en todos los marcos de referencia inerciales. Cuando empleamos transformaciones para cambiar de un marco inercial a otro, las leyes deben ser invariables (es decir, no cambiantes). El principio de relatividad nos obliga a sustituir las transformaciones galileanas por las transformaciones de Lorentz, de carácter más general. Esto demanda generalizaciones correspondientes en las leyes del movimiento y en las definiciones de cantidad de movimiento y energía. El principio de conservación de la cantidad de movimiento afirma que cuando dos cuerpos interactúan, la cantidad de movimiento total es constante, siempre y cuando la fuerza externa neta que actúa sobre los cuerpos en un marco de referencia inercial sea cero (por ejemplo, si forman un sistema aislado en el que sólo interactúan uno con otro). Si la conservación de la cantidad de movimiento es una ley física válida, debe ser válida en todos los marcos de referencia inerciales.
Históricamente, los principios de conservación de la masa y de la energía se descubrieron
de modo muy independiente. La teoría de la relatividad muestra que se trata en realidad de dos casos especiales de un solo principio de conservación más amplio, el principio de conservación de la masa y la energía. En ciertos fenómenos físicos, ni la suma de las masas en reposo de las partículas ni la energía total distinta de la energía en reposo se conservan por separado, pero hay un principio de conservación más general: en un sistema aislado, cuando la suma de las masas en reposo cambia, siempre hay un cambio equivalente a 1/c2 veces la energía total distinta de la energía en reposo. Este cambio es de la misma magnitud que el cambio de la suma de las masas en reposo, aunque de signo opuesto. Esta ley más general de conservación de la masa y la energía es el principio fundamental en el que se basa la generación de energía por medio de reacciones nucleares. Cuando un núcleo de uranio sufre fisión en un reactor nuclear, la suma de las masas en reposo de los fragmentos resultantes es menor que la masa en reposo del núcleo original. Se libera una cantidad de energía equivalente al producto de la disminución de masa por c2. La mayor parte de esta energía se puede utilizar para producir vapor de agua y con él mover turbinas para generar energía eléctrica. También podemos relacionar directamente la energía total E de una partícula (energía cinética más energía en reposo) con su cantidad de movimiento combinando la ecuación de la cantidad de movimiento relativista y la ecuación de la energía total para eliminar la velocidad de la partícula.
Fuente: Fisica Universitaria – Sears – Zemansky – 12ava Edicion – Vol2 – Cap 37
Física Cuántica 