20. MOVIMIENTO Y SISTEMAS DE REFERENCIA
Clases de Física para el grado 1° de Bachillerato en España.
Clase No. 20: Movimiento y Sistemas de Referencia.

Conceptos y ejemplos de movimientos y sistemas de referencia.

Tema: El Movimiento y su Descripción.
Material producido por #julioprofe en 2010, junto con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 El movimiento de los cuerpos ha sido un tema que siempre ha inquietado al ser humano desde los tiempos más primitivos. La observación de cosas que se mueven a su alrededor despertó en el hombre un gran interés por encontrar la explicación a este tipo de fenómenos. Grandes estudiosos como Galileo Galilei e Isaac Newton en los siglos 16 y 17 hicieron importantes aportes a la comprensión del movimiento. La parte de la física que se dedica al estudio del movimiento de los cuerpos se llama mecánica. La mecánica tiene dos grandes divisiones, la cinemática y la dinámica. La cinemática estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar su masa ni las fuerzas que participan. La cinemática solamente se centra en la descripción del movimiento. La dinámica estudia el movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta su masa y la intervención de las fuerzas ya que son estas las responsables de que los objetos se muevan. En este curso de física veremos primero lo relacionado con cinemática estudiando diversos movimientos tales como el rectilíneo, el circular y el parabólico. Después nos ocuparemos del estudio de las fuerzas y su relación con la dinámica. Sistemas de referencia Cuando afirmamos que un cuerpo se encuentra en movimiento o en reposo, debemos tener presente que estos son estados relativos y no absolutos. Es decir, un cuerpo está en movimiento o en reposo en relación con un sistema o marco de referencia. Por ejemplo, el piloto de un coche de Fórmula 1 está en movimiento en relación con la pista, pero se encuentra en reposo en relación con el coche. En esta situación, la pista y el coche son los sistemas o marcos de referencia que nos permiten establecer la condición de movimiento o reposo del piloto, respectivamente. El sistema o marco de referencia se elige según el tipo de movimiento que se va a estudiar, es decir, depende de si este ocurre en una, en dos o en tres dimensiones. Veamos los sistemas o marcos de referencia más utilizados en física. Para un movimiento unidimensional, es decir, en una dimensión, el sistema o marco de referencia más utilizado es el eje X. Para un movimiento bidimensional, es decir, en dos dimensiones, el sistema o marco de referencia más utilizado es el plano cartesiano formado por los ejes X, Y. Para un movimiento tridimensional, el sistema o marco de referencia es el espacio generado por los tres ejes X, Y y Z. En todos los marcos de referencia, C suele denotar el cero, allí lo tenemos para el caso del eje X, para el caso del plano cartesiano y para el caso del espacio. En un sistema o marco de referencia se debe especificar cual será la dirección positiva y cual será la dirección negativa. El convenio de signos más utilizado es el siguiente. Para el caso del eje X, se considera positivo lo que va hacia la derecha y negativo lo que va hacia la izquierda. Para el caso del plano cartesiano formado por los ejes X y Y, positivo es lo que va hacia la derecha y hacia arriba, negativo lo que va hacia la izquierda y hacia abajo. Y para el caso del espacio tridimensional, el espacio generado por los ejes X, Y y Z, las direcciones positivas son las que podemos apreciar en el dibujo. Obviamente las direcciones negativas serán las contrarias a los ejes que aparecen en este caso en la gráfica. Definir el sistema o marco de referencia es muy importante para describir correctamente el movimiento de un cuerpo. Datos como la posición, la velocidad y la aceleración del móvil en instantes de tiempo específicos están determinados por el sistema o marco de referencia elegido. Cabe señalar que, en el desarrollo de muchos problemas de física, generalmente se toma la tierra como sistema o marco de referencia, sin necesidad de dibujar ejes X, Y o Z. Es como si se trabajaran esos problemas de manera libre, sin usar formalmente un sistema o marco de referencia. En realidad es lícito proceder de esa manera desde que no haya riesgo de confusión por parte de quien resuelve el problema. Lo que sí debemos tener presente es que hay situaciones que se describen con mayor claridad utilizando un sistema o marco de referencia. Podemos citar dos ejemplos de la cinemática. En el movimiento vertical, es decir, lo que es caída libre y lanzamiento de cuerpos hacia arriba o hacia abajo, utilizar la parte positiva del eje Y como sistema de referencia facilita el análisis de los problemas. En el movimiento de proyectiles, es decir, lo que se conoce como tiro parabólico y semiparabólico, usar el primer cuadrante del plano cartesiano X, Y como sistema de referencia resulta muy conveniente para enmarcar el movimiento y analizarlo de manera muy sencilla. ¡Suscríbete al canal!
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