Ejercicios: Movimiento relativo y puntos de referencia

Explique qué es un punto o marco de referencia y por qué es necesario para decir que un cuerpo está en movimiento. Dé un ejemplo con una persona sentada dentro de un bus que viaja de San José a Cartago.

Un carro viaja por una autopista recta a $80\ \text{km/h}$ respecto de la carretera. Un observador está parado a la orilla de la autopista. Indique la velocidad del carro que mide ese observador y la velocidad del carro que mide la conductora respecto de su propio asiento.

Dos carros se mueven en la misma dirección y sentido por una autopista. El carro A viaja a $90\ \text{km/h}$ y el carro B viaja a $70\ \text{km/h}$, ambos respecto de la carretera. Calcule la velocidad del carro A respecto del carro B.

Sebastián va en un bus que se mueve a $60\ \text{km/h}$ hacia el este respecto de la carretera. Dentro del bus, Mariana camina por el pasillo hacia la parte delantera a $4\ \text{km/h}$ respecto del bus. Calcule la velocidad de Mariana respecto de la carretera y su velocidad respecto de Sebastián, que está sentado.

En una autopista recta, un camión viaja hacia el norte a $70\ \text{km/h}$ y un carro viaja hacia el sur a $90\ \text{km/h}$, ambos respecto de la carretera. Tome el norte como sentido positivo. Calcule la velocidad del carro respecto del camión y la del camión respecto del carro. Explique por qué los dos resultados tienen igual magnitud y signos opuestos.

Una buseta y un carro se aproximan uno al otro por una carretera recta, separados inicialmente por $1{,}2\ \text{km}$. La buseta viaja a $50\ \text{km/h}$ y el carro a $70\ \text{km/h}$, ambos respecto de la carretera y en sentidos opuestos. Calcule la velocidad con que se acercan entre sí y el tiempo, en minutos, que pasa hasta que se cruzan.

Sobre una autopista recta, el carro A viaja a $100\ \text{km/h}$ y el carro B, que va $300\ \text{m}$ adelante en el mismo sentido, viaja a $80\ \text{km/h}$, ambos respecto de la carretera. Elija el carro B como marco de referencia y calcule en cuánto tiempo, en segundos, el carro A alcanza al carro B. Luego verifique el resultado usando la carretera como marco de referencia y compare los dos procedimientos.

Andrés viaja en un carro a $72\ \text{km/h}$ hacia el este respecto de la carretera. Un camión viaja hacia el este a $54\ \text{km/h}$, y una moto viaja hacia el oeste a $90\ \text{km/h}$, ambos respecto de la carretera. Tome el este como sentido positivo. Calcule las velocidades del camión y de la moto respecto del carro de Andrés, y la velocidad de la moto respecto del camión. Exprese los resultados en $\text{km/h}$ y en $\text{m/s}$, y analice cómo cambia la descripción del movimiento de la moto según el observador.