Para deducir el movimiento de una moneda cayendo dentro de un avión moviéndose a 1000 km./h, ¿deberá calcularse con respecto al interior del avión o con respecto a la tierra?. ¿Ó no importa que se escoge?. En ese caso será mejor calcular el movimiento con respecto al avión, en un trabajo mucho más fácil. 

Y, si una moneda similar es dejada caer dentro de una nave espacial en órbita, ¿deberá calcularse el movimiento en relación al interior de la nave o en relación a la Tierra?. ¿Ó quizás, en relación al Sol, alrededor del cual se mueve la Tierra a mucha mayor velocidad?. ¿Ó en relación a la galaxia, dentro de la cual el sistema solar tiene su propio movimiento?.

Cada opción se conoce como un marco de referencia. Algunos marcos posibles son:

-- el interior del avión,
-- la superficie de la Tierra, ó
-- las estrellas distantes con respecto a las que se mueve y gira la Tierra. 

Escoger el Marco de Referencia

Sin embargo, este no es siempre el marco más conveniente: para alguien que que esta sentado en un avión que se mueve, en una nave espacial orbitando ó sobre la Tierra giratoria, es mucho más fácil observar la forma en que se mueve un objeto en relación a su alrededor que extender su movimiento en relación al universo distante. Es, por lo tanto, a menudo mas preferible obtener las correcciones que deberán aplicarse a las leyes de la física en el marco de referencia local, y luego, teniendo en cuenta esas correcciones, calcular el movimiento local.

Dos casos típicos se examinarán, aquí y en la siguiente sección. En esos casos, relativos al resto del universo, el marco local--

 (1) Se mueve con velocidad constante en línea recta
 (2) Gira a velocidad constante alrededor de un punto fijado.

(1) Velocidad constante en línea recta

¿En que se diferencian las observaciones en los dos marcos: la cabina del avión y la Tierra? Muy fácil: cualquier velocidad v medida dentro del avión corresponde a una velocidad de
        v' = v + v₀
con respecto al suelo (en el caso más general v', v y v₀ son vectores y sus direcciones pueden diferir).
¿Y sobre las aceleraciones? Compare:

 --la aceleración a con respecto a la cabina
    es la proporción a la que cambia v.

--la aceleración a' con respecto al suelo
   es la proporción a la que cambia v'.

Y ya que las aceleraciones son las mismas, también lo son las fuerzas:
 
 

En el marco del avión     F = ma
En el marco de la Tierra     F' = ma'

 

En un marco que se mueva a velocidad constante, todas las leyes de la mecánica permanecen iguales .

 Ahora bien, el marco de la Tierra no es el mismo que el marco del universo distante. La rotación de la Tierra alrededor de su eje tiene un efecto pequeño, la mayoría de él puede tenerse en cuenta con una pequeña modificación del valor de g (vea la próxima sección). Las aceleraciones añadidas por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol (que son despreciadas) son contrarrestadas por la atracción de la gravedad del Sol (también despreciadas), y ambas son pequeñas. De ese modo, no es una mala aproximación para estimar a la Tierra como el marco de referencia final.

Próxima Etapa: #22a La Aberración de la Luz Estelar

Author and Curator:   Dr. David P. Stern
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Spanish translation by J. Méndez

Last updated 13 December 2001