Un sistema de referencia hace posible medir las magnitudes físicas de un cierto sistema.
Un sistema es un conjunto de elementos que interactúan y mantienen interrelaciones entre sí. El concepto de referencia, por su parte, se vincula a una alusión o a la relación que una cosa tiene con otra diferente.
Se conoce como sistema de referencia al grupo de convenciones que un observador emplea para la medición de las magnitudes físicas de un sistema determinado. Esto quiere decir que los valores de dichas magnitudes están vinculadas al sistema de referencia en cuestión.
TemasQué es un sistema de referencia
Los sistemas de referencias suelen ser conjuntos de coordenadas. De esta manera es posible situar distintos puntos en el espacio físico y ubicar sucesos en un orden cronológico.
El observador de un fenómeno físico, en definitiva, observa un suceso a través de un cierto sistema de referencia. Al observar la trayectoria de un cuerpo en movimiento, la medición de la distancia y de otras variables dependerá de su ubicación en el sistema de referencia.
La geodesia recurre a sistemas de referencia.
Clasificación y ejemplo
El sistema de referencia puede ser unidimensional (para la observación de movimientos que se desarrollan de manera lineal), bidimensional (movimientos que tienen lugar en un plano) o tridimensional (movimientos que se concretan en el espacio).
Tomemos el ejemplo de la geodesia. Esta ciencia dedicada al estudio de la magnitud y la figura del globo terráqueo adoptó un sistema de referencia que fija como posición de origen el geocentro (el centro de masa del planeta) y luego establece ciertas convenciones para definir los ejes X (vinculados a los planos ecuatoriales y de Greenwich), Z (se relaciona al eje de rotación terrestre) e Y (que se asocia perpendicularmente al plano XZ).
Sistema de referencia cartesiano
En el ámbito de la física clásica, tenemos el sistema de referencia cartesiano, que se debe definir con dos elementos que forma un par (P, E), en el cual el elemento P es un punto de referencia que toma el observador de forma arbitraria y E representa el eje de coordenadas. El primer elemento suele pertenecer a un objeto físico desde el que se estiman las distancias y las coordenadas de posición.
El punto P se toma como referencia y origen de coordenadas en el conjunto de ejes cartesianos, y desde allí es posible determinar todo tipo de magnitudes físicas tensoriales o vectoriales, como ser la dirección en la que se mueve el cuerpo. También debemos tener en cuenta un tercer elemento, que se define como el origen en el tiempo, o sea, un momento a partir del cual es posible medir el tiempo.
Por lo general, se trata del instante en el que tiene lugar el hecho concreto que se observa. En el campo de la cinemática, por ejemplo, al estudiar un movimiento dado, su origen coincide con el del tiempo.
De este modo, tenemos tres elementos que forman el sistema de referencia, aunque antes de poder usarlos es necesario crear unidades de medida convencionales que se definan basadas en elementos cuyas características físicas sean constantes. Éstas junto con sus respectivas relaciones conforman el denominado sistema de unidades, todas recogidas por el Sistema Internacional; entre las más comunes se encuentran el metro, el kilogramo, el kelvin, el segundo, el mol y el amperio.
Si observamos un objeto que se mueve en línea recta, entonces no necesitaremos más que un solo eje para la descripción de su movimiento. Si, en cambio, lo hace por un plano, necesitaremos al menos dos, dependiendo de la orientación del plano: si no se apoya perfectamente sobre ninguno de los tres ejes, entonces serán necesarios los tres para completar el cálculo con absoluta precisión.
En este marco, para los sistemas de referencia se suelen usar las coordenadas cartesianas (x,y,z): x representa la proyección horizontal; y, la vertical; z, la profundidad.
