¿De verdad puedes viajar en tren como en las películas?

Sólo porque hayas visto algo en una película no significa que debas probarlo tú mismo. Por ejemplo, tomemos a una persona corriendo en un tren en movimiento. En primer lugar, no puedes estar seguro de que sea real. En los primeros westerns usaban escenarios móviles para hacer que los trenes falsos pareciera que estaban en movimiento. Ahora hay CGI. O aceleran la película para que un tren real parezca más rápido de lo que realmente es.

Aquí tienes una pregunta: ¿es así? posible ¿Caminar sobre el techo de un tren y saltar de un vagón a otro? ¿O el tren pasará a tu lado en el aire y terminarás detrás del punto de partida? O peor aún, ¿terminarías cayendo entre los coches porque el hueco avanza y la distancia que tienes que recorrer aumenta? Por eso, amigo mío, los actores de riesgo estudian física.

Enmarcando la acción

¿Qué es la física de todos modos? Básicamente, es un conjunto de modelos del mundo real que nos permiten calcular fuerzas y predecir cómo cambiarán la posición y la velocidad de las cosas. Sin embargo, sin un marco de referencia, no podemos determinar la posición o la velocidad de nada.

Supongamos que estoy en una habitación, tengo una pelota en la mano y quiero describir su ubicación. Puedo usar coordenadas cartesianas para un espacio 3D para darle a la pelota un valor (x,y,z). Sin embargo, estos números dependen del origen y orientación de mis ejes. Parece obvio utilizar una esquina de la habitación como origen, con los ejes x e y a lo largo de la base de dos paredes adyacentes y el eje z verticalmente hacia arriba. Usando este sistema (con unidades en metros) encuentro que la pelota está en el punto (1, 1, 1).

¿Qué pasa si mi amigo Bob está ahí y mide la posición de la pelota de otra manera? Quizás pone el origen donde empieza la bola en mi mano y le da una posición inicial de (0, 0, 0). Eso también parece lógico. Podríamos discutir sobre quién tiene razón, pero sería una tontería. Simplemente tenemos diferentes marcos de referencia y ambos son arbitrarios. (No te preocupes, volveremos a los trenes).

Ahora lanzo la pelota directamente al aire. Después de un breve intervalo de tiempo de 0,1 segundos, la pelota está en la posición (1, 1, 2) en mi sistema de coordenadas, lo que significa que está 1 metro más arriba. Bob también tiene una nueva ubicación (0, 0, 1). Sin embargo, observe que en ambos sistemas la bola se elevó 1 metro en la dirección z. Entonces suponemos que la pelota tiene una velocidad ascendente de 10 metros por segundo.

Un marco de referencia en movimiento

Supongamos que llevo la pelota en un tren que viaja a 10 metros por segundo (22,4 millas por hora). Vuelvo a lanzar la pelota hacia arriba. ¿Qué pasará? Estoy en el vagón, así que estoy usando un sistema de coordenadas que se mueve con el tren. Estoy estacionario en este marco de referencia en movimiento. Bob está parado en el borde de las vías (puede ver la pelota a través de las ventanas), por lo que usa un sistema de coordenadas estacionario en el que yo me muevo.

Cortesía de Rhett Allain