Movimiento relativo

Se denomina movimiento relativo al movimiento de una partícula en movimiento respecto de otra que también se encuentra en movimiento.

El movimiento mecánico es un concepto relativo porque este siempre es referido a un sistema de referencia o referencial particular elegido por el observador.

Para ilustrar esto, observe la figura mostrada en la parte inferior. En esta muestra un tren moviéndose hacia la izquierda respecto de la Tierra con una velocidad constante V y dos observadores: Un observador O, que se encuentra parado sobre la Tierra al costado de las rieles del tren, y otro O', que se encuentra parado en uno de los vagones del del tren..

Si esta última lanza un objeto verticalmente hacia arriba con una velocidad V' , las afirmaciones que hagan estos dos observadores respecto del objeto serán aparentemente contradictorias desde el punto de vista de la lógica formal, ya que el observador O afirmará que este se mueve parabólicamente mientras que O' afirmará que se mueve verticalmente.

Desde el punto de vista físico estas proposiciones no son contradictorias ya que el movimiento es un concepto relativo.

Un cuerpo puede estar en movimiento respecto de un referencial y al mismo tiempo en reposo respecto de otro.

Velocidad y aceleración relativas

Analicemos el movimiento relativo de dos partículas A y B que se mueven en el espacio respecto del mismo referencial y sean r_A y r_B sus vectores de posición respecto de su origen de coordenadas O.

Las velocidades de A y B medidas en ese referencial serán:

Supongamos que deseamos saber cuál es la velocidad de la partícula B respecto de un observador situado sobre A, es decir la velocidad relativa de B respecto de A.

Para esto el vector posición (relativo) de la partícula B respecto de A está definido por

Derivando esta expresión respecto del tiempo tenemos:

Según esto:

La velocidad relativa de una partícula respecto de otra es igual a la diferencia vectorial de sus velocidades con respecto a un mismo referencial.

Asumiento que el observador situado sobre A solo se encuentra trasladándose (no rota), derivando nuevamente la expresión de la velocidad relativa obtenemos la expresión de la aceleración relativa:

Según esto:

La aceleración relativa de una partícula respecto de otra que no rota es igual a la diferencia vectorial de sus aceleraciones con respecto a un mismo referencial.

A continuación un video acerca de las reflexiones de Galileo acerca de la relatividad del movimiento.

A continuación un estracto de la película Agora que trata de la vida de Hipatia, filósofa y astrónoma que da clases en la Biblioteca de Alejandría, respecto de este principio