Pregrado
  1. Mecánica clásica  1.1. dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. projectile motion  1.1.4. Velocidad relativa  1.1.5. Movimiento circular uniforme  1.1.6. Movimiento circular no uniforme  1.1.7. Sistemas de referencia y transformaciones  1.2. Newton's Laws of Motion  1.2.1. Primera ley del movimiento  1.2.2. Segunda ley del movimiento  1.2.3. Tercera Ley del Movimiento  1.2.4. Aplicaciones de las leyes de Newton  1.2.5. Fricción y sus tipos  1.2.6. Diagrama de Cuerpo Libre  1.2.7. Restricciones y pseudo-fuerzas  1.3. Trabajo y energía  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial en la mecánica clásica  1.3.5. Fuerzas conservativas y no conservativas  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.4. Velocidad y colisiones  1.4.1. Momento lineal  1.4.2. Conservación del momento  1.4.3. Impulso y fuerza de impacto  1.4.4. Colisión elástica e inelástica  1.4.5. Centro de masa y velocidad  1.4.6. Propulsión de Cohetes  1.5. Movimiento rotacional  1.5.1. Torque y Momento Angular  1.5.2. Momento de inercia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energía Rotacional  1.5.5. Movimiento de rodadura  1.5.6. Precesión y movimiento giroscópico  1.6. Fuerza gravitacional  1.6.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.6.2. Energía potencial gravitatoria  1.6.3. Mecánica orbital  1.6.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.6.5. Campo y potencial gravitatorio  1.7. Mecánica de fluidos  1.7.1. Presión y el Principio de Pascal  1.7.2. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  1.7.3. Dinámica de Fluidos y el Principio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidad y la ley de Poiseuille  1.7.5. Tensión superficial y capilaridad  1.8. Oscilaciones y ondas  1.8.1. Movimiento Armónico Simple  1.8.2. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  1.8.3. Oscilaciones acopladas y modos comunes  1.8.4. Propiedades y tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras y el Efecto Doppler  1.8.6. Interferencia de ondas y superposición
  2. Electromagnetismo  2.1. Electrostática  2.1.1. Carga eléctrica y propiedades  2.1.2. Ley de Coulomb  2.1.3. Electric field and electric potential  2.1.4. La Ley de Gauss  2.1.5. Capacitancia y Dieléctrico  2.1.6. Dipolo eléctrico y energía potencial  2.2. Circuitos eléctricos  2.2.1. Corriente y Resistencia  2.2.2. Ley de Ohm  2.2.3. Leyes de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuitos de CA y Reactancia  2.2.6. Electricidad y energía eléctrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos y Fuerzas Magnéticas  2.3.2. La Ley de Ampere  2.3.3. Momento dipolar magnético  2.3.4. Ley de Biot-Savart  2.3.5. Materiales Magnéticos y Histeresis  2.4. Inducción electromagnética  2.4.1. Ley de Faraday  2.4.2. La ley de Lenz  2.4.3. Autoinducción y mutua inducción  2.4.4. Transformadores y Circuitos Inductivos  2.5. Ecuaciones de Maxwell  2.5.1. La ley de Gauss para la electricidad  2.5.2. Ley de Gauss para el magnetismo  2.5.3. La ley de inducción de Faraday  2.5.4. Ley de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas electromagnéticas
  3. Termodinámica  3.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.1. Ley cero de la termodinámica  3.1.2. Primera ley de la termodinámica  3.1.3. Segunda Ley  3.1.4. Tercera Ley  3.2. Calor y trabajo  3.2.1. Transferencia de calor (conducción, convección, radiación)  3.2.2. Expansión térmica  3.2.3. Motores térmicos y refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot y eficiencia  3.3. Mecánica estadística  3.3.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropía y Probabilidad  3.3.3. Función de partición  3.3.4. Estadísticas de Fermi–Dirac y Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexión y refracción  4.1.2. Espejos y lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. El principio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferencia en la óptica de ondas  4.2.2. Difracción  4.2.3. Polarización  4.2.4. Coherencia y holografía
  5. Mecánica cuántica  5.1. Dualidad onda-partícula  5.1.1. Radiación de cuerpo negro en la dualidad onda-partícula en la mecánica cuántica  5.1.2. Efecto fotoeléctrico  5.1.3. Dispersión Compton  5.1.4. Longitud de onda de De Broglie  5.2. Ecuación de Schrödinger  5.2.1. Ecuación de Schrödinger independiente del tiempo  5.2.2. Partícula en una caja  5.2.3. Efecto túnel cuántico  5.2.4. Pozos de potencial y obstáculos  5.3. Estados Cuánticos  5.3.1. Función de onda  5.3.2. Operadores cuánticos  5.3.3. Principio de incertidumbre de Heisenberg  5.3.4. Momento angular y espín
  6. Relatividad  6.1. Relatividad especial  6.1.1. Transformaciones de Lorentz  6.1.2. Expansión del tiempo y contracción de la longitud  6.1.3. Energía y momento relativista  6.2. Relatividad general  6.2.1. Principio de Equivalencia  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionales  6.2.4. Agujeros negros y horizontes de eventos
  7. Física del estado sólido  7.1. Estructura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difracción de rayos X  7.1.3. Teoría de bandas  7.1.4. Fonones y vibraciones de red  7.2. Propiedades Eléctricas y Magnéticas  7.2.1. Conductores, Semiconductores e Aislantes  7.2.2. Superconductividad  7.2.3. Efecto Hall
  8. Física nuclear y de partículas  8.1. Estructura Atómica  8.1.1. Modelo Atómico  8.1.2. Energía de enlace nuclear  8.2. Radiactividad  8.2.1. Desintegración alfa, beta, gamma  8.2.2. Vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Estándar  8.3.2. Quarks y Leptones  8.3.3. antimateria  8.3.4. Interacciones fundamentales
  9. Astrofísica y cosmología  9.1. Evolución estelar  9.1.1. Formación estelar  9.1.2. Agujeros negros y estrellas de neutrones  9.1.3. Enanas blancas y supernovas  9.2. Cosmología  9.2.1. La Teoría del Big Bang  9.2.2. Materia oscura y energía oscura  9.2.3. Fondo cósmico de microondas

Pregrado → Mecánica clásica → dinámica ↓


Velocidad relativa


El movimiento relativo es un concepto fundamental en la mecánica clásica que describe cómo se observa el movimiento de un objeto desde diferentes marcos de referencia. Involucra comprender cómo la posición, velocidad o aceleración de un objeto se relaciona con otro. Esta relación es esencial para analizar y predecir el movimiento de objetos en varios escenarios en física.

Entendiendo el marco de referencia

Para analizar el movimiento relativo, es importante entender qué es un marco de referencia. Un marco de referencia es una perspectiva o punto de vista desde el cual se observan y miden la posición y el movimiento de los objetos. Incluye un sistema de coordenadas y una medida de tiempo contra la cual se puede comparar el movimiento.

Por ejemplo, supongamos que quieres analizar el movimiento de un coche circulando por una autopista. Puedes tener dos marcos de referencia diferentes:

  • Marco de referencia terrestre: El observador está estacionario en el suelo. La carretera es el punto de referencia.
  • Marco de referencia del coche: El observador se mueve con el coche. El coche parece estar estacionario para el observador; otros objetos, como árboles u otros vehículos, parecen estar en movimiento.

Velocidad relativa

La velocidad relativa es un concepto sencillo al considerar el movimiento relativo. Representa la velocidad de un objeto vista desde otro objeto. Por ejemplo, si estás corriendo sobre una cinta de correr, tu velocidad relativa a la cinta es cero, aunque tu velocidad relativa a alguien que está de pie fuera de la cinta en movimiento no es cero.

La relación matemática entre las velocidades de dos objetos se da como:

    V AB = V A - V B

Donde:

  • V AB es la velocidad del objeto A en relación con el objeto B.
  • V A es la velocidad del objeto A en un marco de referencia fijo.
  • V B es la velocidad del objeto B en un marco de referencia fijo.

Ejemplo textual de velocidad relativa

Considera dos vehículos, el coche A y el coche B, moviéndose en una carretera recta:

Escenario: El coche A se mueve a 60 km/h y el coche B se mueve a 40 km/h, ambos en la misma dirección. ¿Cuál es la velocidad del coche A en relación con el coche B?

Uso de la fórmula:

    V AB = V A - V B = 60 km / h - 40 km / h = 20 km / h

Por lo tanto, el coche A se mueve a una velocidad de 20 km/h en relación con el coche B.

Ejemplo gráfico

Coche ACoche B20 km/h

Posición relativa

Al igual que la velocidad relativa, la posición relativa se refiere a cómo se percibe la posición de un objeto desde el marco de otro. Si estás de pie en un punto fijo, la posición de todo lo demás se evalúa en función de tu ubicación.

La ecuación para la posición relativa es:

    R AB = R A - R B

Donde:

  • R AB es la posición del objeto A en relación con el objeto B.
  • R A y R B son las posiciones de los objetos A y B en un marco de referencia dado.

Ejemplo avanzado

Imagina dos botes moviéndose en direcciones opuestas en un río. El bote A se mueve hacia el este a una velocidad de 10 m/s, y el bote B se mueve hacia el oeste a una velocidad de 15 m/s. La velocidad relativa del bote A en relación con el bote B se calcula de la siguiente manera:

    V AB = V A - V B = 10 m / s - (-15 m / s) = 25 m / s

Por lo tanto, desde el punto de vista del bote B, el bote A se mueve a una velocidad de 25 m/s.

Además, resolvamos su posición relativa después de un cierto período de tiempo. Supongamos que ambos botes parten del mismo punto. Después de 5 segundos, calcula su posición relativa:

    R AB = R A - R B
    R a = 10 m/s * 5 sec = 50 m
    RB = -15 m/s * 5 sec = -75 m
    R AB = 50 m - (-75 m) = 125 m

La posición relativa es de 125m.

Representación gráfica de la aceleración

Al igual que la velocidad y la posición, se utiliza el concepto de aceleración relativa. Si el objeto A tiene una aceleración a A y el objeto B tiene una aceleración a B, entonces la aceleración relativa es:

    a ab = a a - a b
An AB

Conclusión

El movimiento relativo es un tema esencial e interesante dentro de la mecánica clásica que nos ayuda a entender cómo diferentes observadores pueden percibir el movimiento. En esencia, nos permite ver situaciones desde diferentes perspectivas y comprender mejor los sistemas complejos al descomponerlos en interacciones entre sistemas más simples. Apreciar las sutilezas de la velocidad, posición y aceleración relativas puede mejorar en gran medida la capacidad de entender y predecir fenómenos físicos.

Al dominar el movimiento relativo, los estudiantes no solo profundizan su comprensión de la física, sino que también se equipan con herramientas valiosas para la resolución de problemas en muchas aplicaciones del mundo real, desde la ingeniería y la navegación hasta las simulaciones virtuales.


Pregrado → 1.1.4


U
username
0%
completado en Pregrado

← Anterior (1.1.3)
projectile motion
Siguiente (1.1.5) →
Movimiento circular uniforme

Comentarios 



Velocidad relativa

https://www.physicsflow.com/ug/1.1.4?pfal=es