Sistema de coordenandas

Se define como un conjunto de valores y puntos que permiten definir la posición de un objeto en el plano o en el espacio.

Está formado por ejes ortogonales (forman ángulos de 90°) también se llama plano cartesiano, lo que finalmente forma una "cuadrícula"

a.- Sistema de coordenadas en un plano

- Requiere 2 ejes: uno horizontal (abscisas) y uno vertical (coordinadas) (x,y)

b.- Sistema de coordenadas en el espacio

- Requiere 3 ejes: eje X y eje Y y además un eje Z, que generalmente corresponde a la altura

Marco de referencia

En física, un marco o sistema de referencia es una
herramienta que permite efectuar mediciones para compararlas entre sí.

Ej: para medir posiciones en el plano, se suele utilizar un par de ejes ordenados. 
Para medir efectuar cálculos de tiempo en astronomía se suele utilizar el Tiempo Universal, que corresponde a la hora del meridiano de Greenwich, en Inglaterra.
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Cuerpos en movimiento

Para describir el movimiento de un cuerpo, primero debemos establecer un marco de referencia en esté caso sería el hombre (observador) el cual se sitúa en el origen del sistema de ejes coordinados.

Si el hombre ve que el auto avanza, eso se llama movimiento absoluto

Relatividad del Movimiento

Relatividad y transformaciones de Galileo

Galileo Galilei, utilizó el ejemplo de una piedra cayendo desde el mastil de un barco siendo vista por dos personas, una se encontraba dentro del barco y la otra en la orilla, para explicar la relatividad del movimiento


Conclusión de Galileo: Todo experimento que se realice en un recinto aislado que se mueve en linea recta y a rapidez constante, será igual a uno realizado en un sistema en reposo.


Ej: Una persona que viaja en un barco (en línea recta y a velocidad constante) verá la piedra caer del mástil en forma vertical, al igual que una persona ve caer una manzana desde un árbol




Las transformaciones de Galileo

En este caso, ocurre el desplazamiento a lo largo del eje x, a una velocidad (V) constante,  por lo que las coordenadas de O' serían:

Y' sería igual al valor de Y, ya que la altura no varía 

Z' sería igual al valor de Z

V' sería igual que V, ya que la velocidad es constante

X' sería igual a: X-VxT

Si quisiéramos calcular O respecto de O', sería de la misma forma, sólo que al calcular X quedaría:

X' + V x T

(T= Tiempo)

Movimiento relativo

El movimiento siempre es un concepto relativo porque debe referirse a un sistema de referencia o referencial particular escogido por el observador. Puesto que diferentes observadores pueden utilizar referenciales distintos.

Ej: Para una persona que se encuentra en el andén, ve pasar el tren a una determinada velocidad

Pero para una persona que va dentro del vagón (si el tren se moviera en linea recta y a velocidad constante) no sentiría el movimiento del tren, por eso se dice que el movimiento es relativo, ya que depende del marco de referencia o en otras palabra "del punto de vista como se mire"

Trayectoria

Como trayectoria definiremos a la sucesión de posiciones que va ocupando un cuerpo, dicho camino puede ser recto o curvo. 
                                         

                             

Desplazamiento

Desplazamiento corresponde a la distancia entre la posición inicial y final, independiente a la trayectoria o distancia recorrida en ciertos casos.
Es representada por un vector.


 Ej: una pista de atletismo.
un corredor da una vuelta completa (400 m) y vuelve a la posición de donde partió.
El desplazamiento en este caso será nulo ya que la distancia entre la posición inicial y final es 0


                                   

Rapidez

La rapidez es una magnitud escalar ( se describe con un valor y unidad)
Rapidez Media.
La cual podríamos entender como el cociente entre la distancia recorrida por un cuerpo y el tiempo en el cual recorrió dicha distancia. Es la media de todas las rapideces instantáneas.
Su unidad de medida es el m/s


Rapidez Instantánea.
Rapidez en un instante cualquiera.


Rapidez Constante.
Cuando al moverse en determinado tiempo, la rapidez no varía.

Velocidad

La velocidad es una unidad vectorial ( valor, unidad y dirección) que relaciona un cambio de posición con el tiempo.
Se calcula dividiendo una longitud entre un tiempo 
                           


Velocidad Media.
Corresponde al cambio de posición y el tiempo que demoró en efectuarlo.


Velocidad Instantánea.
Se da cuando a la rapidez instantánea yo le agrego una dirección.


Dirección de la Velocidad.
En el caso de movimientos rectilíneos en un plano. Es muy sencillo si te mueves a la derecha tu dirección sera positiva, a la izquierda tu dirección sera negativa.

Adición de velocidades

Suponemos que el tren viaja a una velocidad de 100km/hr y que la velocidad de la pelota lanzada por una persona que va en el vagón es de 10km/hr

Entonces: Si consideramos al tren como marco de referencia, éste se encuentra en reposo para la persona que lanza la pelota por lo que la velocidad de la pelota respecto del tren es de 

10km/hr

Ahora, para determinar la velocidad de la pelota, respecto de la persona que observa desde afuera, debemos sumar las velocidades, entonces:

Velocidad de la pelota: 10km/hr + Velocidad del tren: 100km/hr

Velocidad total: 110km/hr 

Conclusiónes:

- La velocidad de la pelota respecto de la persona que va en el tren es de 10km/hr

- La velocidad de la pelota respecto de la persona que observa desde fuera es de 110km/hr

Velocidad relativa

Debido al caracter relativo de la velocidad, un objeto puede aparentar tener un movimiento para un observador y otro movimiento diferente para otro observador, dependiendo de cómo se muevan los observadores uno con respecto a otro.

• Es utilizada para calcular la velocidad absoluta de un punto, tomando como referencia la velocidad de otro punto.

Ejemplo:

La velocidad relativa de un punto "A" sobre un punto "B" es la velocidad a la cual el móvil "B" ve moverse al móvil "A"  

Velocidad de la Luz y la relatividad de Einstein

A comienzos del siglo XX, el científico Albert Einstein publica la conocida "teoría de la relatividad" en la  cual dice que la velocidad de la luz es una constante en el universo, esto significa que, ningun objeto en el Universo se mueve más rápido que la luz

Según la Mecánica Clásica, (utilizando el ejemplo previo) la velocidad de la pelota respecto del observador que se encuentra fuera del tren, es igual a la velocidad de la pelota + la velocidad del tren

Segun la teoría de la relatividad de Einstein, esto no es así

Supongamos que este auto viaja a 100km/hr y sus focos emiten luz a la velocidad de la luz (300.000 km/s)

Entonces, según la mecánica clásica, la velocidad de los focos, respecto de un observador que ve pasar el auto desde el borde de la carretera sería igual a:

100kn/hr + 300.000km/s lo que obtendría por resultado un número mayor a la velocidad de la luz, por lo que  estaría incorrecto, ya que la luz es lo más rápido en el universo

Velocidad Constante

Para entender un poco mejor lo que es la velocidad constante, aclararemos que la velocidad es un vector y posee dirección, sentido, punto de aplicación y módulo.
La velocidad es constante cuando el módulo no varía en función de ningún otro factor.


 Ej: Un auto recorre en 1 hora 90 Km, es decir hablamos de una velocidad de 90 Km/h, por lo que , en 2 horas el auto habrá recorrido 180 Km y así sucesivamente.


                         

Aceleración

La aceleración mi como de rápidos son los cambios de velocidad.

• Aceleración grande ------> Velocidad cambia rápidamente
• Aceleración pequeña ----> Velocidad cambia lentamente
• Aceleración cero ----------> Velocidad no cambia

La aceleración nos dice COMO CAMBIA LA VELOCIDAD NO COMO ES.