ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZOFACULDAD DE MECNICAESCUELA DE INGENIERA AUTOMOTRIZ

NOMBRE: Andrs Flores DazCDIGO: 1642CURSO: 3ro AASIGNATURA: Fsica I y Lab.FECHA:13 - 05 - 15TEMA: Marco de Referencia Inercial

Enmecnica newtoniana, unsistema de referencia inerciales unsistema de referenciaen el que las leyes del movimiento cumplen lasleyes de Newtony, por tanto, la variacin delmomento linealdel sistema es igual a las fuerzas reales sobre el sistema, es decir un sistema en el que:

En cambio la descripcin newtoniana de un sistema no-inercial requiere la introduccin defuerzas ficticias o inercialesde tal manera que:

Esto lleva a una definicin alternativa, un sistema inercial es aquel en que el movimiento de las partculas puede describirse empleando slo fuerzas reales sin necesidad de considerar fuerzas ficticias.El concepto de sistema de referencia inercial tambin es aplicable a teoras ms generales que la mecnica newtoniana. As, en laTeora de la relatividad especialtambin se pueden introducir los sistemas inerciales. Aunque en relatividad especial la caracterizacin matemtica no coincide con la que se da en mecnica newtoniana, debido a quela segunda ley de Newton, tal como la formul, no se cumple en la Teora de la relatividad.Sistemas de referencia inerciales y no-inercialesLasleyes de Newtonconstituyeron un xito intelectual notable que podan explicar una amplia variedad de sistemas reales. En esos sistemas las fuerzas que ejercen las partculas entre s satisfacen dichas leyes. Sin embargo, existen sistemas acelerados o en rotacin donde las leyes de Newton aplicadas a las fuerzas ejercidas por las partculas no se cumplen estrictamente. Los sistemas de referencia inerciales son aquellos en los que se cumplen lasleyes de Newtonusando slo lasfuerzas reales (no-ficticias)que ejercen entre s las partculas del sistema.Los sistemas de referencia no inerciales pueden tratarse siguiendo dos posibilidades lgicas:Introduciendo las llamadasfuerzas ficticiaso inerciales, que no son realizadas concretamente por ninguna partcula y tiene que ver con la rotacin o aceleracin del origen del sistema de referencia.Generalizando las leyes de Newton a una forma ms general que pueda ser aplicable a cualquier sistema de referencia. Esta segunda posiblidad es precisamente el camino que siguieron formulaciones ms generales de la mecnica clsica como lamecnica lagrangianay lamecnica hamiltoniana.La existencia de esta segunda posibilidad lleva a buscar una caracterizacin ms general de los sistemas de referencia inerciales, que sea lgicamente dependiente de las leyes de Newton. De hecho, enmecnica clsicayteora de la relatividad especial, los sistemas inerciales pueden ser caracterizados de forma muy sencilla: unsistema inerciales aquel en el que lossmbolos de Christoffelobtenidos a partir de la funcin lagrangiana se anulan.En un sistema inercial no aparecenfuerzas ficticiaspara describir el movimiento de las partculas observadas, y toda variacin de la trayectoria tiene que tener una fuerza real que la provoca.Caractersticas de los sistemas inercialesEl punto de referencia es arbitrario, dado un sistema de referencia inercial, cualquier otro sistema desplazado respecto al primero a una distancia fija sigue siendo inercial.La orientacin de los ejes es arbitraria, dado un sistema de referencia inercial, cualquier otro sistema de referencia con otra orientacin distinta del primero, sigue siendo inercial.Desplazamiento a velocidad lineal constante, dado un sistema de referencia inercial, cualquier otro que se desplace con velocidad lineal y constante, sigue siendo inercial.Por combinacin de los tres casos anteriores, tenemos que cualquier sistema de referencia desplazado respecto a uno inercial, girado y que se mueva a velocidad lineal y constante, sigue siendo inercial.Sistemas de referencia no inercialesDado un sistema de referencia inercial, cualquier otro que se mueva conaceleracinlineal respecto al primero es no inercial.Dado un sistema de referencia inercial, cualquier otro cuyos ejes roten, con velocidad derotacinconstante o variable, respecto a los del primero, es no inercial.Un sistema en rotacin o movindose con aceleracin respecto a un sistema inercial da lugar a un sistema de referencia no inercial, y en l no se cumplen las leyes de Newton. En un sistema no inercial, para justificar el movimiento, adems de las fuerzas reales necesitamos, introducirfuerzas ficticiasque dependen del tipo de no inercialidad del sistema.Estas fuerzas no son ejercidas por ningn cuerpo y en consecuencia la tercera ley de Newton no se aplica en todas aquellas fuerzas ficticias introducidas por un observador no inercial. Algunas fuerzas ficticias o de inercia son lafuerza de Coriolisy lafuerza centrfuga.Sistemas inerciales en mecnica newtonianaEnmecnica newtonianalos sistemas inerciales son aquellos que verifican las leyes de Newton. En un sistema no inercial las leyes de Newton no se cumplen para las fuerzas reales, y las leyes de Newton no son aplicables a menos que se introduzcan las llamadasfuerzas ficticias. Por tanto, en el marco de la mecnica newtoniana la clase de los sistemas de referencia inerciales coincide con la clase de los sistemas en los que se satisfacen las leyes de Newton.Para ver esto ltimo necesitamos considerar unsistema fsico aisladoy un sistema de referencia donde se cumplan lasleyes de Newtonpara cada una de las partculas, es decir en l se cumple que:

Siendovila velocidad de la partcula respecto al sistema de referencia escogido yFila suma de fuerzas reales (no ficticias) sobre la partcula. Para probar la equivalencia de cumplimiento de leyes de Newton e inercialidad de los sistemas de referencia tenemos que probar dos implicaciones diferentes:En primer lugar, necesitamos comprobar que si el segundo sistema de referencia se traslada respecto al primero con velocidad uniforme o es fijo respecto al primero pero est separado una distancia constante, entonces en l se cumplen las ecuaciones de Newton.En segundo lugar, necesitamos probar que si en el segundo sistema se cumplen tambin las leyes de Newton entonces este sistema o es fijo respecto al primero o se desplaza con velocidad uniforme respecto al primero.Para la primera parte consideremos un sistema cuyas coordenadas respecto al primero vienen dadas por:

Donde:es la separacin inicial del origen de coordenadas de ambos sistemas.es la velocidad de traslacin de ambos sistemas.En este segundo sistema tendremos por tanto que las leyes de movimiento vienen dadas por:

Por tanto, si un segundo sistema se traslada con velocidad uniforme o est fijo respecto a un primer sistema inercial, en l se cumplen tambin las leyes de Newton (obsrvese, sin embargo, que hemos hecho el supuesto implcito de que las fuerzas slo dependen de las distancias relativas; si este supuesto no se cumple entonces no necesariamente se cumplen las leyes de Newton para fuerzas dependientes de la velocidad).La segunda parte es un poco ms largo de probar ya que es necesario comprobar que si se cumplen simultneamente las ecuaciones:

Entonces existe una transformacin de coordenadas, que relaciona las coordenadas del primer y segundo sistema y que esta transformacin es unaTransformacin de Galileo, es decir, que ese cambio de coordenadas representa que las coordenadas de uno de los sistemas referido al otro, puede representarse como una traslacin uniforme (o en su defecto ambos sistemas permanecen fijos unos respecto al otro). Esto puede probarse al igual que antes para sistemas en el que las fuerzas dependen solamente de las distancias entre partculas.Los siguientes test permiten reconocer si un sistema no es inercial:En un sistema inercial se cumplen las leyes de Newton aplicadas a lasfuerzas reales.En un sistema de referencia no inercial no hay conservacin delmomento lineal.El sistema en consideracin se mueve con velocidad uniforme respecto a otro del que sabemos que es inercial.Bibliografa:- Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_referencia_inercial. 13-05-15- Tomado de http://ce.azc.uam.mx/profesores/ Teoriaenergias/cinematica.htm. 13-05-15