2.1
Posición y Desplazamiento

 

La forma más simple del movimiento es el cambio de posición de un objeto en el espacio.

Para determinar la posición de un cuerpo en el espacio es necesario referir dicha posición en relación con otro cuerpo denominado entonces cuerpo de referencia. Su selección es arbitraria, puede ser un árbol, una casa, el Sol, etc. Esto implica que la posición de un cuerpo es una magnitud relativa, dependiente del objeto tomado como cuerpo de referencia.

¿Donde esta?

Simplifica la tarea de fijar la posición de un cuerpo asociar al objeto de referencia un punto (de referencia) que lo sustituye. Habitualmente este punto se toma como origen de un sistema de coordenadas, lo que permite determinar la posición del cuerpo mediante sus coordenadas relativas al sistema seleccionado, y describir su movimiento mediante el cambio de coordenadas.

¿Cuanto avanza?

Determinemos por ejemplo, la posición de dos automóviles que se mueven por una carretera como en la figura:

Tomemos como punto de referencia el árbol A y tracemos, a lo largo de la carretera el eje de coordenadas 0X que tiene su origen en el punto A ( coordenada cero del eje). Por convenio, las coordenadas que se encuentran a la derecha del origen se consideran positivas y las que se encuentran a la izquierda negativas. La posición del automóvil 1 se determinará entonces por la coordenada X1 = 1200 m y la del automóvil 2 por la coordenada

X2 = - 400 m.

De esta forma la posición de un cuerpo que se mueve según una dirección rectilínea está determinada por una sola coordenada, la cual representa la medida de la distancia que va desde el origen de coordenada hasta el cuerpo en cuestión. El punto de referencia, el sistema de coordenadas asociado a él y el instrumento de medición de tiempo, constituyen el sistema de referencia con respecto al cual se analiza el movimiento de un cuerpo. Elegir un sistema u otro de referencia depende del observador estudia el movimiento.

La distancia entre dos cuerpos no depende del sistema de referencia. En el ejemplo anterior es de 1600 m, sin importar donde se haya elegido el punto de referencia. La distancia es entonces, dentro de ciertos limites, una magnitud invariante.

Nótese que mientras la distancia entre dos cuerpos queda completamente determinada con un número y la unidad de medida, la posición requiere ademas cierta información adicional. En el ejemplo anterior la posición del automóvil 2 es de - 400 m. El signo negativo indica que se encuentra a la izquierda del punto de referencia.

La variación que experimenta la posición de un cuerpo al trasladarse se define como el desplazamiento del cuerpo. Si dicho cuerpo se mueve según una recta (movimiento rectilíneo) la posicion queda determinada por la coordenada x y el desplazamiento sería entonces:

La correcta determinación de la posición de un cuerpo en el espacio ha sido un tema de mayor importancia en el desarrollo histórico de la ciencia y la técnica. Por ejemplo, el desarrollo de la navegación dependió del diseño de un sistema adecuado de coordenadas astronómicas. En el campo de la Física y en el de la Ingeniería los sistemas de coordenadas más utilizados son el cartesiano y el de coordenadas polares.