velocidad relativa

Colegio Santa Gema Galgani
Física: 1° Medio
Unidad 8: Velocidad Relativa
Profesor: Juan Pedraza
Guía de Estudio N° 8
VELOCIDAD RELATIVA
Como la velocidad es una magnitud vectorial, partiremos
definiendo lo que es un vector y las operaciones básicas que se pueden hacer con ellos.
Definición de vector
Operaciones con vectores
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Velocidad relativa
Anteriormente dijimos que la descripción del movimiento depende del marco
de referencia escogido, es decir, para un determinado marco de referencia un
cuerpo puede moverse con cierta velocidad, pero para otro marco de
referencia el mismo cuerpo puede permanecer en reposo. Entonces, ¿qué
ocurre con las velocidades cuando existen marcos de referencias que se
mueven con velocidades relativas?
Por ejemplo, si se tiene un bote que se mueve con velocidad VBA respecto al
agua de un río, se observará lo siguiente:
Si el agua del río está en reposo, es decir, la velocidad del agua respecto de la
orilla (VAO) es cero, un observador que se encuentra en la orilla del río verá
que la velocidad del bote respecto al agua (VBA) y respecto a la orilla (VBO)
es la misma. De acuerdo al observador de la orilla, se cumple:
VBO = VBA + VAO
Como VAO = 0, entonces
VBO = VBA
Si el agua se mueve con cierta velocidad (VAO) respecto a la orilla, y el bote se
mueve con una velocidad (VBA) respecto al agua y en el mismo sentido que
esta, un observador que se encuentre en la orilla del río verá que la velocidad
del bote (VBO) respecto de la orilla es mayor, debido a que se suma la
velocidad del bote con la velocidad de arrastre del río. Esta situación se
representa a través de la siguiente expresión:
VBO = VBA + VAO
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Sin embargo, si el bote se dirige en sentido contrario al movimiento del
agua, el observador verá que la velocidad del bote es menor, ya que se
resta la velocidad del bote a la velocidad de arrastre del agua. Esta
situación se expresa según:
VBO = -VBA + VAO
En síntesis, si nos movemos con cierta velocidad sobre un sistema que también
se mueve respecto de un observador, nuestra velocidad en referencia a dicho
observador será:
a. la adición de nuestra velocidad a la del sistema, si el sentido de dichas
velocidades es el mismo.
b. la sustracción entre nuestra velocidad a la del sistema, si el sentido de
dichas velocidades es distinto
Ejemplo 1
La velocidad V1 de la cinta sinfín es horizontal, de derecha a izquierda y de
2m/s.
En el primer cuadro el joven corre de derecha a izquierda con una velocidad V2
de 3m/s y en el segundo cuadro corre de izquierda a derecha, también con una
velocidad de 3m/s. Calcular en los dos casos, la velocidad V0 del joven
respecto a un observador que está en reposo, sentado observándolo.
Considera como negativas las velocidades de derecha a izquierda.
a) V0 = -V1 + (-V2) = -2m/s -3m/s = - 5m/s
b) V0 = -V1 – (-V2) = 1m/s