Sistemas De Referencias

Sistemas de Referencia
No todos los absurdos son tan evidentes y, frecuentemente, una afirmación que a simple vista es completamente sensata, al analizarla rigurosamente, resulta ser un absurdo absoluto.
Ejemplo: Si te preguntamos ¿ a qué lado de la carretera se encuentra tu casa, a la derecha o a la izquierda?. No podemos responder de buenas a primera esa pregunta, ya que dependerá en quésentido caminemos. Es decir los conceptos de derecha e izquierda son relativos.
Cuando vamos sentados en el metro y nos preguntas ¿Qué velocidad llevas? Debemos responder, con respecto a quién.
1ro. Con respecto al metro, llevo velocidad Cero, es decir me encuentro en reposo.
2do. Con respecto a un edificio situado al lado de los rieles, llevo la velocidad de metro.
De aquí la necesidad deusar un sistema de referencia adecuado, para describir un movimiento o la posición de un objeto.
Ejemplo:
y
o
x
y’
z’
x’
o’
P
z





Supongamos que en cada sistema de referencia, se encuentra un observador. Si o y o’ se encuentran en reposo relativo entre sí, ambos observaran el mismo movimiento en el cuerpo P. Pero si o y o’ se encuentran en movimiento relativo entre si, susobservaciones sobre el cuerpo P serán distintas.
O
Fig. 1

O’

¿Cómo se mueva la pelota en realidad?
Esta pregunta tiene poco sentido, ya que al observar un movimiento desde distintos sistemas de referencia, obtendremos diferentes trayectorias para el movimiento.
Cinemática
Posición, desplazamiento, velocidad, aceleración
Cinemática: parte de la física que estudia el movimiento de unobjeto físico, sin importar las causas que los produzcan.
Posición: La posición de un cuerpo está determinada por el vector posición, este es un vector trazado desde el origen escogido, hasta el punto que interesa, este vector lo representamos por r en función de las coordenada cartesianas y los vectores unitarios i, j, k; se define de la siguiente manera:
z

r
Fig. 2
k

y
j
i

xr=xi+yj+zk
Desplazamiento: Si decimos que un cuerpo se desplazó; esto significa simplemente que cambio su posición con respecto a otros cuerpos. Es decir, es la variación que se produce en el vector posición, cuando éste cambia en el tiempo.
x
y
p1x1, y1, z1
t1
z

∆r= r2 - r1
Fig. 3
r1
t2

∆r=Vector despalzamiento
p2x2, y2, z2

r2

r1 = x1i+y1j+z1k , r2= x2i+y2j+z2k∆r= r2 - r1 , ∆r=x2- x1i + y2- y1j +z2- z1k
Es decir:

V = ∆r∆t = r2- r1t2- t1 t2> t1 es un vector
Velocidad Media: es el cociente entre el desplazamiento ∆r de una partícula y el intervalo de tiempo ∆t en el que se efectuó dicho desplazamiento.

Rapidez media: es la longitud de la trayectoria dividida entre el tiempo que tarda e
en recorrerla.
V= dtes un escalar

Diferencia entre rapidez y velocidad
Rapidez | Velocidad |
Es un escalar | Es un vector |
La magnitud de la rapidez promedio, se define en términos de la distancia total recorrida. | La magnitud de la velocidad promedio se define, en términos de desplazamiento |
Vs= Dt Donde D: distancia total recorrida | V= x2- x1t2- t1Donde: x2- x1:dezplazamiento |

Diferencia entredesplazamiento y distancia total
El desplazamiento es el cambio de posición de un objeto con respecto a un sistema de referencia.
Ejemplo:
Para visualizar lo antes dicho. Supongamos que un cuerpo se mueve a 3 mts en la dirección x (positiva); luego se regresa en dirección contraria 1mt. ¿Cuál es su desplazamiento, distancia total recorrida, la rapidez promedio y su velocidad promedio? Si tardo 2horas en hacer ese recorrido. (partió desde el origen)

1
i
0
2
3

X (m) Fig. 4
Desplazamiento:
∆x= x2i- x1i = 2mi- omi = 2mi
Distancia total recorrida: Dt=4m
Rapidez Promedio: V= DtTt= 4m2H =2mH
Velocidad Promedio: V= ∆X∆t=2mi2H= 1mHi

Velocidad instantánea
Si se tomas...