Sistema de referencia

Las trayectorias medidas y el valor numérico de muchas magnitudes son relativas al sistema de referencia que se considere, por esa razón, se dice que el movimiento es relativo.

A veces se enfatiza la forma en que se transforma a los marcos considerados como relacionados, como en Sistema de referencia inercial.

En una perspectiva aún más amplia, la formulación de muchos problemas en física emplea coordenadas generalizadas', modos normales o vectores propios, que sólo están indirectamente relacionados con el espacio y el tiempo.

Por lo tanto, tomamos los marcos de referencia observacionales, los sistemas de coordenadas y los equipos observacionales como conceptos independientes, separados como sigue: [8]​ En física clásica un sistema de referencia cartesiano se define por un par (P, E), donde el primer elemento P es un punto de referencia arbitrario, normalmente perteneciente a un objeto físico, a partir del cual se consideran las distancias y las coordenadas de posición.

Los ejes de coordenadas tienen como origen de coordenadas en el punto de referencia (P), y sirven para determinar la dirección del cuerpo en movimiento (o expresar respecto a ellos cualquier otra magnitud física vectorial o tensorial).

En cinemática el origen temporal coincide habitualmente con el inicio del movimiento que se estudia.

Las unidades son convencionales y se definen tomando como referencia elementos físicamente constantes.

En el Sistema Internacional de Unidades o SI, se utiliza el metro como unidad del espacio y el segundo como unidad del tiempo.

Si un objeto se mueve en línea recta, solamente es necesario un eje para describir su movimiento.

Las coordenadas de las magnitudes vectoriales o tensoriales en estos sistemas de referencia no cartesianos se definen respecto a los vectores tangentes a las líneas coordenadas en cada punto.

Hay sistemas que llamados sincronizables que si permiten establecer un origen de tiempos común, pero esos sistemas sólo pueden existir en un espacio-tiempo estacionario.

En relatividad general se define un sistema de referencia como un conjunto de observadores locales, es decir, un sistema de referencia es un campo vectorial cuyas curvas integrales son observadores locales, es decir, curvas temporales.

Eso a pesar de que la Tierra gira y, por tanto, estrictamente no es un sistema inercial.

En esos casos no resulta adecuado considerar un laboratorio en reposo respecto a la Tierra como un sistema inercial.

Esta pregunta no se trata en este artículo, y es de particular interés en mecánica cuántica, donde la relación entre el observador y la medición todavía está en discusión (véase problema de medición).

A este respecto, se puede señalar que los relojes y las varillas que a menudo se usan para describir el equipo de medición de los observadores en el pensamiento, en la práctica se reemplazan por una metrología mucho más complicada e indirecta que está relacionada con la naturaleza del vacío, y utiliza relojes atómicos que operan de acuerdo con el modelo estándar y que deben ser corregidos por la dilatación del tiempo gravitacional.

Dos vehículos moviéndose a velocidades constantes diferentes, respecto a un observador inercial móvil, constituyen dos sistemas de referencia inerciales adicionales.