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Explica conceptos y tipos de movimiento involucrados en el movimiento de los cuerpos.

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Representa el movimiento de los cuerpos a través de gráficas o modelos matemáticos.

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Sistemas de Referencia Sistemas de Referencia Presentation Transcript

  • FISICA I Neptalín Zárate Vásquez
  • HABILIDADES• Explica conceptos y tipos de movimiento involucrados en el movimiento de los cuerpos.• Representa el movimiento de los cuerpos a través de gráficas o modelos matemáticos.
  • ACTITUDES Y VALORES• Muestra disposición por involucrarse en actividades relacionadas a la asignatura.• Presenta disposición al trabajo colaborativo con sus compañeros.• Valora la importancia del intercambio de opiniones respecto a conceptos y explicaciones sobre fenómenos naturales y cotidianos.
  • Un sistema de referencia omarco de referencia es:Un conjunto de convencionesusadas por un observadorpara poder establecer y medirla posición y otras magnitudesfísicas de un objeto o sistemafísico en el tiempo y el espacio.
  • En mecánica clásicafrecuentemente se usa el términopara referirse a un sistema decoordenadas ortogonales para elespacio euclídeo (dados dossistemas de coordenadas de esetipo, existe un giro y una traslaciónque relacionan las medidas deesos dos sistemas decoordenadas).
  • En mecánica relativista se refiere usualmente al conjunto de coordenadas espacio-temporales que permiten identificar cada punto del espacio físico de interés y el orden cronológico de sucesos en cualquier evento
  • SISTEMA DE REFERENCIA INERCIALUn sistema de referencia inercial es unsistema de referencia en el que las leyesdel movimiento cumplen las leyes deNewton, y por tanto, la variación delmomento lineal del sistema es igual a lasfuerzas reales sobre el sistema.
  • La descripción newtoniana de unsistema no-inercial requiere laintroducción de fuerzas ficticias oinerciales.El concepto de sistema de referenciainercial también es aplicable a teoríasmás generales como en la Teoría de laRelatividad Especial donde también sepueden introducir los sistemas inerciales.
  • En relatividad especial la caracterizaciónmatemática no coincide con la que se daen mecánica newtoniana, debido a quela segunda ley de Newton tal como laformuló Newton no se cumple enrelatividad
  • Formalmente un sistema dereferencia en relatividad sepuede definir a partir decuatro vectores ortonormales(los tres espaciales y eltiempo).
  • CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS INERCIALES• El punto de referencia inicial esarbitrario, dado un sistema de referenciainercial, cualquier otro sistemadesplazado respecto al primero a unadistancia fija sigue siendo inercial.• La orientación de los ejes esarbitraria, dado un sistema de referenciainercial, cualquier otro sistema dereferencia con otra orientación distintadel primero, sigue siendo inercial.
  • • El desplazamiento a velocidad linealconstante, dado un sistema dereferencia inercial, cualquier otro que sedesplace con velocidad lineal yconstante, sigue siendo inercial.• Por combinación de los tres casosanteriores, tenemos que cualquiersistema de referencia desplazadorespecto a uno inercial, girado y que semueva a velocidad lineal yconstante, sigue siendo inercial.
  • Un ejemplo: es un tren quese mueve en un tramo devía rectilíneo con unavelocidad constante.
  • Sistema de Referencia No Inercial Un sistema de referencia es no inercial cuando en él no se cumplen las Leyes del movimiento de Newton. Dado un sistema de referencia inercial, un segundo sistema de referencia será no inercial cuando describa un movimiento acelerado respecto al primero. La aceleración del sistema no inercial puede deberse a:
  •  Un cambio en el módulo de su velocidad de traslación (aceleración lineal). Un cambio en la dirección de su velocidad de traslación (por ejemplo en un movimiento de giro alrededor de un sistema de referencia inercial). Un movimiento de rotación sobre sí mismo Una combinación de algunos de los anteriores. Un ejemplo de sistema no inercial podría ser el correspondiente a un sistema de coordenadas "fijo en la Tierra", en el cual los movimientos de los cuerpos serían medidos respecto a puntos de la Tierra que estarían girando.
  • Ejemplo: EJEMPLO 1. MOVIMIENTO CIRCULARConsideremos una plataforma giratoria dando vueltas con una velocidad angular , como la mostrada en la figura.
  • Así, únicamente el observadorsituado en el sistema de referencia noinercial necesitará fuerzas ficticiaspara explicar el movimiento.
  • Sin embargo, para un observadorsituado en el sistema de referencia(O, x, y, z) la única fuerza queinterviene en el movimiento del objetosituado sobre la plataforma es latensión de la cuerda. La tensión de lacuerda será la responsable de laaceleración centrípeta que hará queel objeto describa una trayectoriacircular, en lugar del movimientorectilíneo que seguiría en ausencia defuerzas.
  • Sistema de referencia de GalileoLa obra de Galileo permitió asumir laexistencia de un grupo particular de sistemasde referencia, llamados inerciales ogalileanos, en los que los fenómenosmecánicos sucedían de la misma manera ylas leyes tomaban la forma matemática mássimple posible. Galileo estableció, a travésde sus notables observaciones sobre reposoy movimiento rectilíneo uniforme de cuerposlibres de fuerza, que eran dos estados demovimiento equivalentes, relativos alobservador.
  • Además, postuló que en estos privilegiadossistemas se cumplía que los fenómenosmecánicos sucedían de la mismaforma, respondiendo a las mismas (idénticas)leyes, por lo cual no era posible distinguirmediante experiencias mecánicas cual deellos estaba en reposo y cual enmovimiento……