Sistemas de Referencia

 

Sistemas de Referencia:

Es interpretado como un grupo de convenciones usadas por un observador para poder calcular la posición, las dimensiones y magnitudes físicas de un objeto en el que estemos estudiando.

Sin embargo, el punto de vista de estos sistemas de referencia depende de la perspectiva de donde se estudien:

• En la mecánica clásica: Se interpreta el sistema de referencia como coordenadas con las que podemos estudiar un espacio.
•  En la mecánica relativista: Se entiendo como las coordenadas en espacio-temporales que reconocen cualquier acontecimiento físico a partir de cuatro vectores de referencia, tres de ellos siendo espaciales como: altura, longitud y profundidad y otro siendo temporal “tiempo”.

En la física clásica la mecánica Newtoniana un sistema de referencia cartesiano se define por (P,E) donde "P" es un punto de referencia arbitrario donde normalmente pertenece a un objeto físico donde partiendo de el se toman en cuenta las distancias y la posición de las coordenadas. El segundo elemento "E"  es un grupo de ejes de coordenadas.

El tercer elemento es el origen del tiempo a partir de un momento donde se puede empezar a medirlo que coincida con el momento que se quiere estudiar. 

Estos son los tres elementos: puntos de referencia, eje de coordenadas y origen temporal, formando así un sistema de referencia.

Marco de referencia:  Un marco de referencia es un texto con el que se identifica y se da a conocer los antecedentes, las teorías y los lineamientos de un proyecto de investigación, de una acción o un proceso. 

Su función principal es de recolectar los antecedentes del tema a estudiar como las teorías, experimentos, datos estadísticos, entre otros.

Al realizar esta investigación podemos encontrar varias de la interrogantes para explorar que validen nuestro proyecto.

La relatividad en la mecánica clásica:

En la mecánica clásica se interpretan como coordenadas con las que podemos estudiar un espacio en concreto. El primer desarrollo de la mecánica clásica acostumbra a denominarse mecánica Newtoniana. La mecánica clásica estudia las leyes del comportamiento de cuerpos físicos en reposo y a velocidades muy pequeñas con la velocidad de la luz.

Para Newton en la mecánica clásica la trayectoria y la velocidad de un objeto móvil son relativas ya que estas dependen de otro factor que es el observador.

Tambien considera que el tiempo es absoluto siendo el mismo para todos los observadores.

Albert Einstein en su teoría de la relatividad dijo que las leyes físicas son las mismas para todos los observadores presentes que no se encuentren en movimiento, demostrando que la velocidad de la luz es la misma y continua sin importar la velocidad a la que este viajando el observador. Dando como resultado el descubrimiento de que el espacio y el tiempo están relacionados entre si, diciendo que los acontecimientos que ocurren al mismo tiempo para un observador podrían estar ocurriendo en otro momento para otro observador.

Mientras Albert Einstein desarrollaba las ecuaciones para poder respaldar su teoría se dio cuenta que los objetos masivos causan una distorsión en el espacio tiempo. 

El objetivo de Albert Einstein era poder resolver la discrepancia teórica que existe entre los dos principales campos de la física: La mecánica Newtoniana y el electromagnetismo.

Donde las dos formulaciones se publicaron como dos teorías distintas:

Teoría de la relatividad espacial (1905):  Es un tratado de la física del movimiento de los cuerpos con la ausencia de fuerzas gravitatorias donde se utilizan las ecuaciones de Maxwell referentes al electromagnetismo a la par de las ecuaciones de Newton referentes a al movimiento.

Teoría de la relatividad general (1915): Es una aproximación teórica de la gravedad y de los sistemas de referencia antes mencionados. Generalizando la teoría de la relatividad espacial remplazando la gravedad Newtoniana en los casos donde los campos gravitatorios son intentos.

Transformaciones de Galileo:  

Las transformaciones de Galileo representan un pilar fundamental de donde se encuentra la física de Isaac Newton. Ya que la descripción del movimiento de un cuerpo requiere necesariamente de un sistema de coordenadas espaciales que nos permitan poder identificar cada punto del espacio físico especifico que se quiere estudiar y una coordenada temporal que permita determinar el orden cronológico de los acontecimientos que estén sucediendo es ese preciso instante.

Una transformación de Galileo es un cambio de las coordenadas y velocidades que dejan obsoletas las ecuaciones de Newton 

Las transformaciones de Galileo son ecuaciones que permiten enlazar las observaciones que se hacen del movimiento de una partícula desde dos sistemas de referencia inerciales.

Una transformación de Galileo es un cambio de coordenadas y de velocidades que deja estáticas a las ecuaciones de Newton.

Las transformaciones de Galileo con respecto a la posición  pueden deducirse respeto al tiempo para obtener las relaciones de transformación utilizadas para la velocidad y si las volvemos a derivar obtendremos las de la aceleración.  

Galileo utilizo un ejemplo de una roca cayendo desde lo alto de un mástil de un bote en movimiento, que fue visto por dos personas una de ella situada dentro del bote y la otra en la orilla. Para la persona dentro del bote vio como la roca cayo recta al suelo del bote, mientras que la persona situada en la orilla vio como la roca seguía una trayectoria respecto al movimiento del bote. 

Si bien Galileo aporto en gran parte al hecho de aclarar muchos conceptos de los que antes no se tenia idea, pero su teoría de la relatividad del movimiento solo es un ejemplo.

Editado por: Ariel Viveros