
INVARIANCIA DE GALILEO
EXPERIMENTANDO:
Supongamos que dejas caer una pelota en un marco móvil.
Para ti, montado en el marco móvil, un barco que navega por un río tranquilo, por ejemplo, parece caer directamente al suelo.
Pero, ¿cómo ve el movimiento de la pelota alguien que no se mueve contigo? ¿Cómo lo ve tu amiga que está en la orilla del río cuando pasa tu barco?
Otra forma equivalente de realizar el experimento es que tu amiga esté quieta mientras tú caminas a velocidad uniforme botando la pelota. ¿Qué ves tú y qué ve ella?
Si nos fijamos, en ambos casos tu amiga notará que, desde su punto de vista, la pelota no cae y sube en línea recta. Por el contrario, la pelota sigue la trayectoria parabólica de un proyectil, con una velocidad uniforme en la dirección horizontal (la del barco o la tuya caminando), así como una aceleración uniforme en la dirección vertical.
Este experimento tan simple lleva al sorprendente resultado de que dos personas diferentes en dos marcos de referencia diferentes describen el mismo hecho de dos maneras diferentes.
Mientras caminas o pasas navegando, estás en un marco de referencia con respecto al cual la pelota está en reposo antes de ser liberada.
Cuando la sueltas, la ves cayendo en línea recta a tu lado y aterriza a tus pies. Pero la persona que te observa, en su propio marco de referencia, dirá que ve algo completamente diferente: una pelota que comienza contigo, no en reposo sino en movimiento uniforme, y al soltarla se mueve, no en línea recta, sino trazando una parábola hacia el suelo, impactando en el suelo a tus pies. Además, esto es exactamente lo que esperaría ver, ya que la bola comenzó moviéndose horizontalmente y luego debe trazar la trayectoria curva de un proyectil que cae por efecto de la gravedad.
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Entonces, ¿quién tiene razón?
La respuesta es que observadores diferentes observan el mismo evento de manera diferente cuando están observando el evento desde diferentes marcos de referencia en movimiento relativo. La bola comienza estacionaria con respecto a un marco (el tuyo), mientras que, hasta su liberación, está en movimiento constante (uniforme) en relación con el otro marco de referencia (el de tu amiga)
POR TANTO:
Las observaciones de los acontecimientos dependen de los marcos de referencia pero no así las leyes de la mecánica.
Las leyes son las mismas (en otras palabras, son invariantes) en los marcos de referencia que están en movimiento uniforme relativo o en reposo.
Todos los objetos que observamos que se mueven con respecto a nosotros siguen las mismas leyes de la mecánica. Por ello, de igual forma que esto se llama principio de relatividad de Galileo, podría llamarse principio de invariancia de Galileo.