Movimiento relativo

Transformaciones galileanas de posición y velocidad entre sistemas de referencia en movimiento relativo.

Idea general del tema

La velocidad, la posición y la trayectoria dependen del observador. Un pasajero está en reposo respecto al tren y se mueve respecto al andén. Para pasar de un observador a otro se suman o restan velocidades según la transformación de Galileo, válida cuando las velocidades son mucho menores que la de la luz.

El tema define los sistemas de referencia, deduce la velocidad relativa entre dos móviles o entre un móvil y un medio como el aire o el agua, y la aplica a problemas de persecución e interceptación.

Qué vas a comprender de verdad

Al terminar sabrás cambiar un problema de un sistema de referencia a otro, calcular la velocidad relativa de dos cuerpos y resolver cuándo y dónde se alcanzan o se cruzan.

También sabrás escoger el sistema de referencia que simplifica el problema.

Ruta didáctica recomendada

1. Sistemas de Referencia: qué es un sistema de referencia, observadores inerciales y transformación de coordenadas.
2. Velocidad Relativa: composición de velocidades, según la cual la velocidad de A respecto a C es la suma de la de A respecto a B y la de B respecto a C.
3. Encuentros y Persecuciones: encuentros y alcances: condiciones de igualdad de posición en el mismo instante.

Criterio físico que debes adquirir

El criterio esencial es escribir las velocidades con la notación «de A respecto a B» y comprobar que los subíndices se encadenan. Para persecuciones, es útil pasar a un sistema ligado a uno de los móviles, donde el otro se mueve con la velocidad relativa; el encuentro ocurre cuando la posición relativa se anula.

Conexión con problemas reales

• navegación con corrientes y viento.
• control aéreo y tráfico.
• adelantamientos en carretera.
• interceptación de objetos.

Objetivo final del tema

El objetivo final es relacionar los movimientos vistos por observadores distintos y resolver problemas de encuentros eligiendo el sistema de referencia más conveniente.