Sistema de Coordenadas en Física

Objetivos

Terminada la lección podrás:

• Explicar el sistema de coordinadas rectangulares.
• Identificar el origen de un plano coordenado.
• Explicar lo que es distancia y desplazamiento.

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Sistema de coordenadas

Un sistema de coordenadas utilizado convenientemente es el plano cartesiano; también conocido como sistema de coordenadas rectangulares. Es el sistema que se utiliza comunmente en la Física clásica para identificar objetos que se mueven en una, dos o tres dimensiones.

En dos dimensiones, al describir la posición de un objeto en el plano se hace con dos coordenadas (x,y). Por convencionalismos se ha adoptado que el eje horizontal sea el eje X y el eje vertical, sea el eje Y.

El origen

El punto donde ambos ejes se intersecan se conoce como el origen. A la derecha del origen, X es positivo y negativo en sentido contrario. En el caso del eje vertical, los positivos son hacia arriba del origen y los negativos hacia abajo. Este convencionalismo ha sido adoptado como el estándar, pero nada obliga a que tenga que ser así. En ocasiones, hay que definir el plano de forma distinta, en ese caso hay que ser consistente con la definición para no cometer errores. Podemos hacer un análisis de la gráfica en la que podamos buscar la pendiente.

En la imagen, el punto O representa el origen de coordenadas. En física se asume que es donde comienza el evento. Las coordenadas de este punto son (0,0), lo que significa que no se desplaza ninguna unidad a lo largo del eje X ni del eje Y.

El origen de coordenadas es el punto de referencia fundamental en un sistema de coordenadas. Imagina un mapa: el origen sería el punto donde se cruzan las líneas del Ecuador y el Meridiano de Greenwich, marcando el punto (0,0) a partir del cual se miden todas las distancias y direcciones.

¿Por qué es importante?

• Punto de partida: Es el inicio del evento físico y es desde donde se miden todas las distancias, tanto en el eje horizontal (eje X) como en el eje vertical (eje Y).
• Referencia: Sirve como punto de comparación para ubicar cualquier otro punto en el espacio.
• Simetría: Divide el sistema de coordenadas en cuatro cuadrantes, facilitando la descripción de la posición de los puntos.

Distancia y desplazamiento

Cuando un objeto está en reposo la posición no cambia; no así cuando está en movimiento. Para comenzar a describir el movimiento de un objeto utilizaremos dos conceptos básicos: la distancia y el desplazamiento.

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Presentación

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• Vectores en una Dimensión
• Vectores en dos Dimensiones

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Enlaces externos para explorar

• Conceptos de Física: Hyperphysics
• Libros:
  • Física Moderna de Paul A. Tipler
  • Física Moderna – Raymond A. Serway
• NASA: Science Explorer Poster Series
• Simulaciones: PhET
• Tutorial de Física en Inglés: Physics Classroom
• Wikipedia en Español: Wikipedia

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Simulación

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Vídeo

Plano Cartesiano

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