Este documento resume los conceptos fundamentales de los sistemas de referencia y las transformaciones de Galileo en mecánica newtoniana. Explica que Galileo propuso que todos los sistemas de referencia inerciales son equivalentes y que ningún experimento puede determinar cuál sistema está realmente en reposo. También describe cómo Galileo derivó las transformaciones que llevan a cabo los cambios de un sistema de referencia a otro en movimiento uniforme, incluyendo las ecuaciones para la velocidad y la aceleración.
2. Leyes clásicas de la mecánica
Galileo (1564-1642)
Newton (1642-1727)
Sistema de referencia Describe el movimiento
Sistema de referencia inercial Se cumple el principio de la
inercia “un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza,
permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme”
Todos los sistemas inerciales se mueven unos
respecto a otros con velocidad constante.
3. Principio de relatividad de Galileo
¿Cómo averigua el pasajero si la nave
está en reposo o se mueve a velocidad
constante?
Principio de relatividad de Galileo Ningún
experimento puede indicarnos qué sistema
está realmente en reposo y cuál se mueve.
5. Transformadas de Galileo
x' x V t
z' z
y' y
El tiempo transcurre igual para ambos observadores
t' t
r'(t ) r(t ) V t
6. Velocidad y aceleración Galileo
Velocidad Aceleración
Derivar ando con respecto al • Derivando v ' con respecto
tiempo el vector de posición r '(t ) al tiempo se obtiene:
se obtiene:
v' v V a' a
7. Ejercicio resuelto
Un tren entra en una estación con una velocidad de
8 km/h. En el interior de uno de sus vagones un
pasajero camina con una velocidad de 2km/h
respecto al tren y en la dirección y el sentido de
éste. Calcula:
La velocidad del pasajero observada por su
esposa, que está sentada en ese vagón, y por el jefe
de estación, situado en el andén.
Las velocidades anteriores en el caso de que el
pasajero camine contrario al movimiento del tren.
8. Solución
S'
S
La señora sentada en el vagón está en reposo en el
sistema S’. Por tanto, observa que su esposo tiene
una velocidad de:
Para hallar la velocidad observada por el jefe de
estación, aplicamos:
9. Solución
Las velocidades anteriores en el caso de que el
pasajero camine en sentido contrario al tren
son:
Según su esposa:
Según el jefe de estación:
