Punto de Referencia
Un punto de referencia es un objeto o lugar fijo que se usa para decidir si otra cosa se mueve y para medir su posición.
Definition
Un punto de referencia es algo que permanece fijo para que puedas saber si otras cosas se mueven, como un punto de referencia visual con el que comparas todo lo demás. En física es un objeto o lugar que se asume estacionario, desde el cual se miden la posición y el movimiento, expresando la posición como una distancia y una dirección desde ese punto. Cambiar el punto de referencia puede cambiar si un objeto parece moverse o no. En el nivel más formal, un punto de referencia es el origen de un sistema de coordenadas, y junto con un conjunto de ejes define un marco de referencia. Los vectores de posición, las velocidades y los desplazamientos dependen todos del marco elegido, y los marcos que se mueven a velocidad constante uno respecto al otro se llaman inerciales, y las leyes de Newton se cumplen en todos ellos.
Example
Cuando miras por la ventana de un auto, un árbol junto al camino es un buen punto de referencia: el árbol parece deslizarse hacia atrás, lo que te indica que el auto avanza hacia adelante. Usando el asta bandera de la escuela como punto de referencia, un ciclista que está $50\ \text{m}$ al este de ella al mediodía y $350\ \text{m}$ al este un minuto después se movió $300\ \text{m}$ hacia el este en $60\ \text{s}$, o $5\ \text{m/s}$. Ahora imagina a un pasajero caminando hacia el frente de un tren a $1\ \text{m/s}$ mientras el tren se mueve a $30\ \text{m/s}$. Respecto al tren, con el origen fijo en un asiento, su velocidad es $1\ \text{m/s}$; respecto al suelo, con el origen fijo en el andén, es $31\ \text{m/s}$. Ambas son correctas en su propio marco.
Key Insight
Sin un punto de referencia no puedes decir si algo se mueve; el movimiento siempre es cuestión de "¿comparado con qué?". Los puntos de referencia más convenientes son cosas que no se mueven respecto al suelo, como edificios, señales o árboles, pero elegir un punto de referencia en movimiento, como otro auto, da una descripción distinta e igualmente válida. Elegir un marco de referencia ingenioso puede incluso convertir un problema difícil en uno fácil. Los problemas de colisión suelen ser más simples en el marco del centro de masa, donde el momento total es cero y el álgebra se simplifica.