Relative Velocity — Rain on a Moving Window
La lluvia cae completamente vertical y, sin embargo, deja rayas hacia atrás en la ventanilla de un tren en marcha. Alterna entre el suelo y el viajero para ver construirse pieza a pieza la regla de la velocidad relativa: observado menos observador.
Cómo usar esta simulación
- Pulsa sistema del suelo y sistema del viajero para cambiar de observador y ver aparecer la inclinación
- Fija por separado la velocidad de la lluvia y la del tren para cambiar el ángulo aparente
- Carga el ejemplo del metro a 5,0 m/s con lluvia a 30°, o el ejercicio del tren a 45°
- Prueba dos coches encontrándose en ángulo recto para un caso sin movimiento vertical alguno
Qué observar
- La lluvia es vertical desde el suelo e inclinada desde el tren, en el mismo instante
- Un tren más rápido inclina más la lluvia hacia atrás sin cambiar lo deprisa que cae
- El ángulo aparente lo fija la razón entre las dos velocidades, no ninguna de ellas por separado
- Intercambiar cuál de los objetos es el observador invierte exactamente la velocidad relativa
- Para los dos coches en ángulo recto la velocidad relativa supera a la de cualquiera de ellos
La física detrás
Una velocidad solo tiene sentido una vez nombrado un sistema de referencia. La velocidad de B vista por A es v_AB = v_B − v_A, la velocidad del observado menos la del observador. La lluvia que cae verticalmente a v_r no tiene componente horizontal en el sistema del suelo; en el de un tren que se mueve a v_t la lluvia adquiere una componente horizontal de −v_t, y parece inclinarse hacia atrás con un ángulo dado por tg θ = v_t/v_r. Nada ha cambiado en la lluvia: solo el sistema desde el que se describe.