El tiempo se define en funci n de su empleo en la medici n y su percepci n. Se destaca la independencia de las leyes temporales, la definici n de referencias y los diversos m todos de medici n.

En el mbito de las mediciones, se distingue entre el tiempo en s y el tiempo inicial, que puede ser discreto o infinitesimal seg n se requiera, reflejando el lapso transcurrido.

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Existen dos corrientes de pensamiento respecto de lo que es el tiempo:

• El tiempo es parte de la estructura del universo e independiente de los eventos que ocurren en este. Frecuentemente esto se denomina la visi n newtoniana del tiempo.

• El tiempo no es una parte de la estructura del universo si no que una parte de la percepci n humana mediante la cual se pueden secuenciar y comparar eventos. Esta visi n se atribuye a Gottfried Leibniz e Immanuel Kant.

Bajo el punto de vista de la f sica, esta ltima visi n se ha vuelto cada vez m s relevante.

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La unidad b sica del tiempo dentro del sistema internacional de unidades (International System of Units) es el segundo. Un segundo corresponde a 9192631770 periodos de oscilaci n de la radiaci n emitida durante la transici n entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de cesio Cs133. Esta radiaci n se conoce como 'onda de cesio', y fue definida por convenci n en 1967 por el Comit Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, por sus siglas en ingl s). La definici n se basa en un promedio de los periodos de oscilaci n de la onda de cesio a una temperatura de 0 grados Celsius y una presi n de 101325 Pascales. Un segundo se divide en 1000 milisegundos, y un milisegundo en 1000 microsegundos.

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La f sica se entiende como invariante temporal, es decir los procesos se desarrollar n de la misma forma independientemente de cuando se inicien. Esto significa que las leyes no se alteran con el paso del tiempo y, por lo tanto, son invariantes en el tiempo. Esta caracter stica es fundamental para el estudio de la evoluci n de los sistemas, ya que si esta no dependiera del tiempo en que se inicia, podemos hablar de leyes universales que se aplican a cualquier situaci n o contexto.

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La evoluci n de cualquier sistema se describe mediante distintos par metros, cada uno de ellos evolucionando en funci n de un escalar denominado el tiempo ($t$).

Tiempo que indica un reloj ya sea el valor en que se marca o la hora

Tradicionalmente, el tiempo se consideraba absoluto en la f sica cl sica, siendo igual en todos los sistemas de referencia. No obstante, la teor a de la relatividad ha generalizado este concepto y ahora debe ser visto como propio de cada sistema de referencia, pudiendo diferir en su avance.

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De esta forma, podemos fijar el tiempo inicial ($t_0$) seg n sea m s conveniente para facilitar los c lculos. Esto puede ser hecho en funci n del instrumento con que se determina el tiempo, para asegurar la precisi n de los resultados, o de manera te rica para simplificar los c lculos.

El tiempo en que se inicia la medici n ya sea fijado o por sistema (cron metro)

De esta forma, el tiempo inicial puede ser fijado libremente sin preocuparse por cambios en el resultado.

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La base de la descripci n de cualquier evoluci n es la definici n del tiempo en que se describe. En particular, se trabaja con el tiempo transcurrido ($\Delta t$) desde un tiempo de referencia.

El cronometro nos entre directamente el tiempo transcurrido ya que su tiempo inicial es nulo

En el caso de un cron metro, el tiempo transcurrido se mide desde el inicio de su medici n, es decir, un tiempo inicial cero ($t_0=0$).

En el caso del reloj es necesario definir el tipo inicial para poder determinar el tiempo trascurrido.

En el caso de un reloj, el tiempo transcurrido se mide desde un tiempo inicial definido, que puede ser o no cero.

Como el tiempo transcurrido ($\Delta t$) se calcula como la diferencia entre el tiempo ($t$) y el tiempo inicial ($t_0$):

es posible "trasladar" el origen del tiempo sumando un valor constante

a ambas magnitudes:

$t \rightarrow t + \tau$

$t_0 \rightarrow t_0 + \tau$

sin afectar el resultado del tiempo transcurrido:

$\Delta t = t - t_0 \rightarrow (t + \tau) - (t_0 + \tau) = t - t_0 = \Delta t$

Este concepto se conoce como invariancia temporal, lo que implica que el valor del tiempo transcurrido no depende del momento espec fico en que se inicia la medici n.

Esto significa que las leyes formuladas utilizando este principio ser n invariantes temporales, es decir, ser n v lidas independientemente de si se aplican en el presente, en el pasado o en el futuro.

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Si el tiempo transcurrido $\Delta t$ es muy breve, se habla de tiempo infinitesimal y la diferencia se le denota con una $d$ en vez de la $\Delta$, o sea $dt$.

$dt:\Delta t \rightarrow 0$

La utilidad de la definici n de tiempos muy breves es que se pueden estudiar variaciones de magnitudes en el tiempo en torno de un tiempo espec fico y no como valores medios sobre un tiempo m s extenso.

Cuando una magnitud es definido como ratio de una variable en el tiempo $\Delta t$ (como por ejemplo la velocidad), su versi n definida con el intervalo infinitesimal de tiempo $dt$ se tilda como la variaci n instant nea (velocidad instant nea).

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Un cron metro es un reloj especial que permite medir el tiempo transcurrido entre dos eventos al poder iniciarse y detenerse seg n sea necesario. El tiempo de inicio se registra al iniciar la medici n, mientras que el tiempo final se mide al detener el cron metro. Por lo general, su precisi n es de un segundo y puede medir hasta una hora de tiempo total. No obstante, la principal fuente de imprecisi n es la acci n de iniciar y detener el cron metro, que puede introducir un error de varias decenas de segundos.

Cronometro mec nico.

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Las estrellas celestes se usan como un m todo para medir el tiempo rastreando los movimientos de las estrellas, planetas y otros objetos celestiales en el cielo nocturno. Esto se hace usando instrumentos precisos, como telescopios y astrolabios, para identificar las ubicaciones exactas de los objetos celestiales en puntos espec ficos en el tiempo. Esto nos permite medir el paso del tiempo y hacer un seguimiento de los cambios en las posiciones de los objetos celestes en el cielo a lo largo de largos periodos de tiempo. Este m todo de control de tiempo se ha usado durante siglos y se puede utilizar para determinar con precisi n la hora del d a o la poca del a o.

Salida del sol en Stonehenge para el solsticio de verano (21.06.2005). (Modificado de Wikimedia Commons, Summer Solstice Sunrise over Stonehenge 2005.jpg)

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El tiempo solar es un m todo de medir el tiempo basado en la posici n del sol en el cielo. El sol sale por el este y se pone por el oeste cada d a, proporcionando una forma de medir el paso del tiempo. Es el m todo de medici n de tiempo m s utilizado en muchas culturas y se basa en el principio de que un d a se divide en 24 horas.

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Un astrolabio es un antiguo instrumento astron mico utilizado para medir las posiciones de estrellas, planetas y otros cuerpos celestes. Tambi n se puede usar para medir la hora del d a, la latitud y otra informaci n de navegaci n. El astrolabio consta de un disco graduado, conocido como rete, que se monta en un c rculo graduado, conocido como alidada. Las dos partes est n conectadas por un brazo, conocido como regla, y el usuario puede mover la regla para medir las posiciones de los cuerpos celestes. El astrolabio se us durante la Edad Media y el Renacimiento, y sigue siendo una herramienta importante en la navegaci n y la astronom a hoy en d a.

Salida del sol en Stonehenge para el solsticio de verano (21.06.2005). (Modificado de Wikimedia Commons, Summer Solstice Sunrise over Stonehenge 2005.jpg)

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La ampolla de arena es un dispositivo utilizado para medir el paso del tiempo. Consiste en un recipiente de cristal con un cuello estrecho que contiene una cantidad de arena u otro material similar. La arena se escurre por la parte superior de la ampolla de arena, a trav s del cuello y hacia la c mara inferior del recipiente. A medida que la arena se escurre, marca el paso del tiempo, siendo la cantidad de tiempo marcada determinada por la cantidad de arena en la ampolla de arena.

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Un reloj de vela es un dispositivo que usa la quema de una vela para medir el paso del tiempo. Se cree que fue inventado por los chinos en el siglo IV y se us en Europa en la Edad Media. El reloj de vela funciona teniendo una vela con una determinada longitud. Se enciende la vela y el tiempo se mide por la cantidad de tiempo que tarda la vela en quemarse hasta una marca espec fica. La vela puede marcarse en varios intervalos para dar una medici n m s precisa del tiempo.

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Un reloj de agua es un dispositivo utilizado para medir el tiempo midiendo el paso de una cierta cantidad de agua con el tiempo. Funciona teniendo un contenedor con un peque o agujero en la parte inferior. El agua en el contenedor gotea lentamente a trav s del agujero, y un mecanismo se usa para rastrear cu nta agua ha pasado. Este mecanismo est calibrado para indicar que ha pasado una determinada cantidad de tiempo. Los relojes de agua se usaban antes de los relojes mec nicos y todav a se usan en algunas partes del mundo hoy en d a.

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El reloj de agua es un antiguo dispositivo mec nico que usa el flujo constante de agua para mantener el tiempo. El peso del agua se coloca en un contenedor superior, que cae a trav s de un tubo de vidrio a un contenedor inferior. El flujo constante de agua genera una fuerza de presi n, que causa que el peso gire un eje central, moviendo el disco que a su vez gira el cilindro de lectura de la hora. El reloj de agua generalmente es usado como una forma barata de mantener el tiempo, ya que no requiere energ a el ctrica para funcionar. Sin embargo, el flujo de agua debe ser constante para que el reloj se mantenga en hora. Si el flujo de agua es demasiado bajo, el reloj podr a detenerse.

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Un reloj de p ndulo es un reloj que usa un p ndulo, un peso que oscila, para mantener la hora. El p ndulo oscila de adelante hacia atr s, impulsado por la gravedad, y su movimiento est regulado por un mecanismo de escape de precisi n. El reloj mantiene la hora exacta contando los vaivenes del p ndulo a medida que ocurren. Los relojes de p ndulo se inventaron en el siglo XVII y fueron los dispositivos de medici n de tiempo m s precisos hasta la invenci n del reloj de cuarzo en la d cada de 1930.

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Un reloj astron mico mec nico es un dispositivo para medir el tiempo que se alimenta con un movimiento mec nico, en lugar de electricidad o bater as. Est dise ado para rastrear la posici n del sol, la luna y las estrellas en el cielo, y para medir con precisi n el paso del tiempo. El reloj generalmente utiliza una combinaci n de engranajes y p ndulos para replicar los movimientos de los cuerpos celestes, y se puede usar para calcular la hora del d a, la fecha y la posici n del sol y la luna en el cielo.

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Un reloj de bolsillo es un peque o y port til reloj de tiempo dise ado para ser llevado en el bolsillo de una persona. Por lo general, est dise ado con una caja met lica abatible y una cadena met lica que se usa para sujetarlo a un cintur n o prenda de vestir. El reloj generalmente tiene una cara con manecillas que giran para indicar la hora y tambi n puede incluir caracter sticas como un cron metro, una alarma y un calendario. Los relojes de bolsillo se alimentan con un movimiento mec nico, aunque algunos relojes de bolsillo modernos usan movimientos de cuarzo.

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Un reloj de pulsera mec nico es un dispositivo de medici n de tiempo que utiliza un movimiento mec nico alimentado por un muelle principal para medir y mostrar el paso del tiempo. El muelle principal se enrolla girando una peque a perilla en el lateral del reloj o manualmente enroll ndolo con una llave. El movimiento mec nico del reloj alimenta una serie de engranajes y pi ones que mueven las manecillas del reloj para medir el paso del tiempo.

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Un reloj de cuarzo es un tipo de reloj que utiliza un cristal de cuarzo para medir el tiempo. Este cristal vibra a una frecuencia de 32.768 veces por segundo, que luego se usa para alimentar un reloj digital o anal gico. El cristal de cuarzo est conectado a una bater a y a un circuito integrado, que mide y controla la frecuencia del cristal, manteni ndolo preciso hasta dentro de unos segundos por mes. Los relojes de cuarzo son el tipo de reloj m s com n que se usa hoy en d a y se caracterizan por su precisi n y durabilidad.

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