Origen de los sistemas de referencia

El término sistema de referencia se acuñó en el siglo XIX, pero tiene su origen mucho antes, en el modelo heliocéntrico de Copérnico. Este modelo situaba el Sol en el centro del universo, pero además ponía de manifiesto que el movimiento de los cuerpos podía describirse desde diferentes puntos de vista.

El principal argumento que se utilizó contra la equivalencia de distintos puntos de vista fue que una piedra lanzada desde lo alto de una torre no caería siempre a los pies de la misma, sino que si el observador se estuviera moviendo, dejaría a la piedra detrás.

Sin embargo este argumento no es cierto, puesto que, si hacemos la aproximación de que la Tierra se mueve con velocidad constante (válida en esta escala de longitud y velocidad), la piedra tiene una componente horizontal de la velocidad que es igual a la velocidad de la Tierra, por lo que siempre caerá en la base de la torre (ver figura inferior).

Una piedra lanzada desde una torre cae a los pies de la misma tanto si la Tierra está en reposo como si se mueve con velocidad constante.

Otro ejemplo de este hecho lo constituye el lanzamiento de una pelota desde un tren que se mueve con velocidad constante (ver figura inferior). Desde el punto de vista del observador que lanza la pelota, ésta describe un movimiento vertical. Desde el punto de vista de un observador situado en el suelo, la pelota describe un movimiento parabólico porque su velocidad posee una componente horizontal (la velocidad del tren). En ambos casos, la pelota cae en la mano del chico que la lanzó.

Movimiento de un cuerpo visto por dos observadores inerciales.

Cuando uno de los observadores es no inercial las cosas suceden de un modo diferente. Consulta la sección "Movimiento relativo de rotación uniforme" para ver qué ocurre en este caso.