Cuando observamos un fenómeno en la naturaleza, podemos hacer esto desde diferentes lugares y maneras. Por ejemplo, al observar el movimiento de un automóvil, podemos observar el automóvil parado en una acera o podemos observar desde el interior de otro automóvil en movimiento. Sea como fuere, es importante que los análisis del movimiento sean consistentes, independientemente de cuál sea el referencial que observemos del movimiento.

La forma correcta de observar un fenómeno es adoptar un sistema referencial y un sistema de coordenadas. Por ejemplo, supongamos que se ha observado el mismo fenómeno a partir de dos referencias, identificadas por \(M \) y \(N \), donde el sistema \(N \) se mueve en línea recta en relación con el sistema \(M \), con velocidad relativa \(v_ {M, N} \). Siendo \(v_ {A, N} \) la velocidad de un automóvil \(A \), conocida en la referencia \(N \), podemos querer saber cuál es el valor de velocidad correspondiente \(v_ {A, M } \) del automóvil \(A \) en referencial \(M \). El concepto de movimiento relativo nos permite responder a este tipo de preguntas.

El movimiento relativo

La ecuación para el paso de una referencia a otra es conocido como transformación de velocidades de Galileo y tiene la siguiente forma: $$\vec{v}_{A,M} = \vec{v}_{A,N} + \vec{v}_{N,M},$$ donde \(\vec{v}_{A,M}\) es la velocidad \(A\) en la referencia \(M\) , \(\vec{v}_{A,N}\) es la velocidad \(A\) en la referencia \(N\) y \(\vec{v}_{N,M}\) es la velocidad de referencia \(N\) respecto de \(M\) .

Principio de independencia de los movimientos (Galileo)

Cuando un cuerpo se encuentra bajo la acción simultánea de varios movimientos, cada uno de estos se procesa independientemente de los otros. La figura a continuación ilustra un caso típico de movimiento relativo.
Los aviones se mueven sobre el aire, luego, la velocidad del viento influye en el movimiento que se puede observar de la Tierra. En la figura, se presentan aviones que viajan todos a la misma velocidad en el aire, pero en diferentes direcciones. Los vectores azules representan la velocidad del viento medida en relación a la Tierra, los vectores verdes representan la velocidad de cada avión medidas en relación al aire, y los vectores rojos representan la velocidad resultante del avión en relación a la Tierra. Es decir, de la Tierra se observa el avión moviéndose de acuerdo con el vector rojo. Sin embargo, observando el movimiento de un globo que se mueve sólo llevado por el viento, se observa que el movimiento del avión es de acuerdo con el vector verde.