Sistema de referencia

En cinemática, un sistema de referencia es un conjunto de convenciones para poder medir la posición de un objeto físico en el tiempo y el espacio. En mecánica clásica frecuentemente se usa el término para referirse a un sistema de coordenadas ortogonales para el espacio euclídeo (dados dos sistemas de coordenadas de ese tipo siempre existe un giro y una traslación que relacionan las medidas de esos dos sistemas de coordenadas).

El primer elemento es el punto de referencia. Consiste en un punto escogido al azar, perteneciente a un objeto físico, a partir del cual se toman todas las medidas.

El segundo elemento son los ejes de coordenadas. Los ejes de coordenadas tienen como origen el punto de referencia, y sirven para determinar la dirección y el sentido del cuerpo en movimiento. Cuando el objeto se mueve en línea recta, solo necesitamos un eje. Cuando se mueve por un plano hacen falta dos ejes. Para movimentos en el espacio se utilizan tres ejes. Los ejes de coordenadas más utilizados son los usuales en las matemáticas, llamados (x,y,z), donde el eje x és horizontal, positivo hacia la derecha y negativo hacia la izquierda; el eje y es vertical, positivo hacia arriba y negativo hacia abajo; y el eje z mide la profundidad, positivo cuando se acerca y negativo cuando se aleja.

Cuando se estudian movimientos respecto a la superficie de la Tierra, se acostumbra a hacer pasar el eje y o el eje z por el centro de la Tierra, con el origen de coordenadas situado en la superficie.

El tercer elemento es el origen en el tiempo, un instante a partir del cual se mide el tiempo. Este instante acostumbra a coincidir con un suceso concreto, como el nacimiento de Cristo que se utiliza como origen en el calendario cristiano. En cinemática el origen temporal coincide habitualmente con el inicio del movimiento que se estudia.

Estos tres elementos: punto de referencia, ejes de coordenadas y origen temporal, forman el sistema de referencia. Para poder utilizar un sistema de referencia, sin embargo, se necesitan unas unidades de medida que nos sirvan para medir. Las unidades son convencionales y se definen tomando como referencia elementos físicamente constantes. A un conjunto de unidades y sus relaciones se le llama sistema de unidades. En el Sistema Internacional de Unidades o S.I., se utiliza el metro como unidad del espacio y el segundo como unidad del tiempo.

ψ«»==Sistema inercial==

En mecánica clásica y teoría de la relatividad especial un sistema inercial es aquel en el que los símbolos de Kristoffel obtenidos a partir de la función lagrangiana se anulan. En un sistema inercial no son necesarias fuerzas ficticias para describir el movimiento de las partículas observadas mediante el conjunto de convenciones que describen el sistema de referencia.