¡Pésimo chiste! Lo sabemos bien, pero de alguna manera teníamos que empezar el blog del día de hoy. ¿Y de qué trata? ¿De relatividad? Pues sí, aunque para nada hablaremos sobre las teorías de Einstein (la Relatividad Especial y la General) sino que trataremos de forma bastante sencilla el tema de marcos de referencia.
Empecemos con una situación clásica en los libros de texto: Te encuentras sentado en un tren que viaja a una velocidad de 100 km/hr (sí, sabemos que en nuestro país casi no hay trenes de pasajeros viajando a esa velocidad. Es una lástima, pero supón que te encuentras en Europa o en algún otro lugar en donde sí existan). En esos momentos, alguien de extraña apariencia, a quien para términos prácticos llamaremos pasajero X, pasa junto a ti mientras camina en dirección hacia el frente del tren. Estimas que dicha persona viaja a una velocidad de unos 2 km/hr.
¿Qué contestarías si alguien dentro del tren te pregunta por la velocidad del misterioso X? Podrías decir que 2 km/hr, pues es justo la velocidad que tú estimas que lleva, ¿pero qué pasa si el que te pregunta es una persona que se encuentra sentada en la estación que justamente ahora están pasando? Decir que va a 2 km/hr resulta ridículo, pues solamente el tren lleva una velocidad de 100 km/hr y la persona X se encuentra dentro de él. Tampoco puedes decir que va a 100 km/hr, pues X se mueve dentro del tren y por lo tanto debe llevar una velocidad diferente.
Volviendo a la pregunta original, ¿qué velocidad lleva el pasajero X?, la respuesta tiene forzosamente que ser “depende”, o “es relativa” si quieres sonar más técnico. ¿Y de qué depende? Pues del marco de referencia que quieras tomar. Si el marco de referencia es el tren, el pasajero se mueve a 2 km/hr -de hecho, es la velocidad que estimaste originalmente-, pero si el marco de referencia es la estación fuera del tren, la velocidad sería realmente de 102 km/hr. Esta velocidad se obtiene sumando los 100 km/hr del tren a los 2 km/hr de X. (De hecho, lo que estás haciendo es sumando dos vectores. Si no has escuchado nuestro podcast de vectores, es un buen momento para hacerlo).
Te quedas un rato pensando en todo este lío de marcos de referencia y velocidades relativas, cuando el extraño X pasa nuevamente junto a ti, pero en esta ocasión corriendo mientras es perseguido por oficiales del tren. Esta vez estimas que la velocidad es de 5 km/hr y sabes que va en sentido opuesto a la trayectoria del tren. Te vuelves a hacer la misma pregunta: ¿A qué velocidad viaja el pasajero? Evades el obvio depende, y esta vez sabes perfectamente que si se toma como marco de referencia al tren, X viaja a 5 km/hr en dirección opuesta a la trayectoria anterior -es importante notar que ahora va hacia atrás. Recuerda que los vectores no sólo tienen magnitud (5km/hr, por ejemplo) sino también dirección y sentido-.
¿Y qué pasa si se toma como marco de referencia la misma estación de antes? Como ahora las dos velocidades tienen sentido opuesto, ya no puedes sumar 100 + 5 para obtener una respuesta correcta. En esta ocasión, lo que debes hacer es realizar una resta y afirmar que el misterioso X tiene una velocidad de 95 km/hr. Si pones atención, esta velocidad también la puedes obtener si sumas 100 + (-5), en donde el menos 5 significa que viaja hacia atrás. (O, hablando nuevamente sobre vectores, el menos 5 significa que va en sentido opuesto al del marco de referencia).
Bueno, con la información de este blog debe quedar clara la idea general detrás del tema Marco de Referencia. Es importante recordar también que para nuestro curso de física, representamos dichos marcos con ejes cartesianos usando normalmente el eje de las x y el eje de las y. Si te puedes imaginar este eje cartesiano, podrás entender porqué X tenía una velocidad de -5 en el ejemplo anterior. Lo que pasa es que estaba corriendo hacia el lado negativo en el plano cartesiano. Para estudiar el tema con mayor profundidad, no dejes de consultar tu libro de texto o preguntarle a tu profesor. El concepto de vectores debe además, estar completamente claro.
Con esto damos por terminado nuestro blog, pero antes de irnos les dejamos un simple dato para los curiosos: NO todo es relativo. La velocidad de la luz en el vacío es siempre constante (unos 300mil km/s) independientemente del marco de referencia que se use. Este hecho, el correcto uso de marcos de referencia y un poco de imaginación, es lo único que se necesita para entender las bases de la Teoría de la Relatividad Especial de Albert Einstein, que lamentablemente no forman parte de nuestro alcance de estudios actual. Sea como sea, si el tema te resulta interesante, no dejes de buscar un buen libro sobre el tema… te adelantamos que las implicaciones son extraordinarias: Si la velocidad de la luz es constante, forzosamente tenemos que el tiempo y el espacio son relativos: A veces más largos, a veces más cortos… ¿Te puedes imaginar algo así?
Antes de irnos, tenemos un par de imágenes que pueden ayudar a entender mejor los conceptos aquí tratados. Por cierto, empezamos el blog con un chiste, así que justo sería terminarlo con otro:
Pepito habla al aeropuerto. Aquí la conversación:
Pepito: "Buenas tardes, quisiera saber cuánto dura el vuelo Cd. de México - Paris."
Señorita en el teléfono: "Un minuto por favor..."
Pepito: "¿En verdad? ¡Qué rápido! Muchas gracias..."
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