Supongamos que nos olvidamos de la rotación de la Tierra y de su órbita alrededor del Sol. Se puede decir que la Tierra está en reposo y que un tren sobre ella está viajando hacia el norte a ciento cuarenta kilómetros por hora, o se puede decir igualmente que el tren está en reposo y que la Tierra se mueve hacia el sur a ciento cuarenta kilómetros por hora. Si jugáramos al ping-pong en el tren y estudiáramos el movimiento de la pelota, podríamos darnos cuenta que el comportamiento de ésta no diferiría a como lo haría en una mesa situada junto a la vía. Por lo tanto, no hay forma de distinguir si es el tren o es la Tierra lo que se mueve.
El movimiento que un observador dado percibe es el movimiento relativo a él, por lo tanto se dice que no existe un sistema de referencia absoluto para estudiar el movimiento. Sin embargo, aunque los valores numéricos de las magnitudes pueden diferir de un sistema a otro, siempre están relacionados por relaciones matemáticas tales que permiten a un observador predecir los valores obtenidos por otro observador.
El estudio de este capítulo será simple y rápido, pero muy importante. En el siguiente par de vídeos se da una explicación teórica de lo que es la velocidad relativa y además se muestra la resolución de problemas.
Isaac Newton estuvo muy preocupado por la falta de un sistema de referencia absoluto, o espacio absoluto, como se le llamaba, porque no concordaba con su idea de un Dios absoluto. Fue duramente criticado por mucha gente debido a esta creencia, destacando sobre todo la crítica del obispo Berkeley, un filósofo que creía que todos los objetos materiales, junto con el espacio y el tiempo, eran una ilusión. Cuando el famoso Dr. Johnson se enteró de la opinión de Berkeley gritó "¡Yo lo refuto así!" y golpeó con la punta del pie una gran piedra.
Tanto Aristóteles como Newton también creían en un "tiempo absoluto". Es decir, ambos pensaban que se podía afirmar inequívocamente la posibilidad de medir el intervalo de tiempo de un suceso, y que dicho intervalo sería el mismo para todos los que lo midieran, siempre y cuando todos usaran un buen reloj. Según esto, el tiempo estaba totalmente separado y era independiente del espacio. De hecho, es lo que la mayoría de la gente consideraría a priori. Sin embargo, hemos tenido que cambiar nuestras ideas acerca del espacio y del tiempo. Aunque la noción del "tiempo absoluto" funciona bien cuando se usa en el estudio del movimiento de las cosas que viajan relativamente lentas, tales como manzanas, coches, piedras o incluso planetas, no funciona, en absoluto, cuando se aplica a cosas que se mueven con o cerca de la velocidad de la luz (más adelante veremos porqué).
Problemas.
La mayoría de problemas relacionados con este tema tratan del clásico bote en el río, es por eso que solo incluí dos problemas.
La mayoría de problemas relacionados con este tema tratan del clásico bote en el río, es por eso que solo incluí dos problemas.
1. Una “banda móvil” de un aeropuerto se mueve a 1.0 m/s y tiene 35.0 m de largo. Si una mujer entra en un extremo y camina a 1.5 m/s relativa a la banda móvil, ¿cuánto tardará en llegar al otro extremo si camina a) en la misma dirección en que se mueve la banda? b) ¿Y en la dirección opuesta?
2. Una canoa tiene una velocidad de 0.40 m/s al sureste, relativa a la Tierra. La canoa está en un río que fluye al este a 0.50 m/s relativa a la Tierra. Calcule la velocidad (magnitud y dirección) de la canoa relativa al río.
Respuestas:
1. a) 14s y b) 70 s
2. 0.36 m/s, 38° al oeste del sur
