Referencial

Os referenciais Conceitos sobre referenciais

  O referencial é a posição em relação a qual se observa os movimentos dos objetos. 

  Todo observador que se encontra num certo referencial, considera sempre que esse está parado, pois desconhece seu próprio movimento.

Um observador, sentando em um banco, em uma estação ferroviária, vê um trem passar com a sua velocidade v.

  O maquinista do trem, pensa que está parado e vê a estação ferroviária passar por ele, como se ela estivesse com velocidade contrária a do trem, ou seja -v.

  Na verdade, ele só sabe que está realmente em movimento devido à trepidação do trem e ao rangimento das rodas nos trilhos.

  Nessa figura, o trem está parado, sendo assim, o observador do trem(maquinista) e o observador sentado na cadeira na estação, estão em um mesmo referencial, significando que os dois observadores têm a mesma verdade, ou seja, o maquinista vê o trem parado e o observador sentado na cadeira na estação vê o trem parado.

  Concluímos com isso que é o movimento (v) relativo entre eles o responsável pela distinção da verdade observada por cada um.

  Então, concluímos que as verdades dos observadores são sempre relativos aos seus próprios referenciais. 
  Em qualquer referencial que estivermos, estaremos sempre em movimento, pois, na verdade, nos encontramos sempre numa dada galáxia, sendo que todas elas adquiram velocidade de expansão no universo, desde suas origens, apartir da grande explosão inicial.

Referencial absoluto

  Como já sabemos que as verdades são relativas, podemos ainda fazer a seguinte pergunta: Haveria uma verdade absoluta? Se houvesse uma verdade absoluta, ela só poderia ser detectada por um observador que estivesse realmente parado; portanto, é fácil concluir que ele não poderia estar no referencial de nenhuma galáxia, já que todas as galáxias estão em movimento. Com isso, deduzimos que esse referencial só pode existir a partir do local de onde se originaram todos os movimentos no Universo, que estaria associado ao referencial do Big Bang.

  O observador no referencial do Big Bang, por estar absolutamente parado, não sofreria a influência dos movimentos que distorcem a verdade absoluta, logo, esse é um referencial privilegiado, sendo que o observador nele vê a verdade absoluta de todos os movimentos no Universo, inclusive os movimentos dos fótons que são influenciados pelos movimentos de suas fontes.
  De fato, esse observador é o único que conhece esses movimentos, pois os observadores nas galáxias, por pensarem que estão parados, não têm conhecimento das suas velocidades de expansão no universo, adquiridas no Big Bang, portanto, eles jamais poderão conhecer as influências dessas velocidades sobre os fótons emitidos das fontes sobre as quais eles se encontram.

 Em suma, podemos dizer que o referencial do Big Bang, que está associado ao ponto ou singularidade inicial, é o referencial absoluto.

Em física, sistema de coordenadas de referência ou referencial é utilizado para se medir e registrar as grandezas físicas, como por exemplo posição, velocidade, aceleração, campos eletromagnéticos ou gravitacionais etc. Cada observador deve a priori escolher um referêncial para que se possa realizar suas medidas ou formular suas teorias.

Um conceito importante da física é o de que as conclusões tiradas das medidas ou análises em dado referencial não podem depender da escolha, ou posição ou velocidade do referencial. Para que isto seja verdade as leis da física devem ser independentes do sistema de coordenadas escolhido para sua formulação.

Dado dois observadores com suas escolhas de referenciais e suas medidas ou observações, para que se possa realizar comparações destes resultados é necessário se obter uma forma de transformar as medidas e observações feitas em um referêncial para o outro. A diferença entre estes referenciais pode ser tanto em relação a posição escolhida para a origem, como em relação a velocidade de movimento relativo entre eles.

Na mecânica clássica estas transformações são realizadas através das transformações de Galileu e na relatividade restrita através de transformações de Lorentz. Na relatividade geral as transformações lineares entre referenciais são as mais gerais possíveis, fruto do entendimento de Einstein de que não poderia haver distinção de status entre referenciais, como a distinção que havia entre referenciais inerciais e referênciais não-inerciais na mecânica clássica e mesmo na relatividade restrita.

O referencial no movimento unidimensional

No movimento unidimensional, é possível obter diferentes descrições do que pode ser considerado o mesmo movimento, através do uso de diferentes "referenciais". Isso está relacionado à origem da reta. Suponhamos que há uma partícula que obedece à equação

$x(t)=0$

Ou seja, ela está sobre a origem em qualquer tempo. Agora, imaginemos outra partícula cujo movimento se restringe à nossa reta. Podemos associar a essa partícula uma nova reta, de modo que a origem da nova reta esteja na mesma posição dessa partícula, em qualquer instante (e que as duas retas estejam sobrepostas). Ou seja, essa reta se move em relação à primeira! Chamemos, então, a primeira reta de R, ou referencial R, e a segunda de R', ou referencial R'. Denotemos, então, por x' a coordenada de uma partícula qualquer no referencial R'. Ou seja, o módulo de x' é a distância dessa partícula à origem de R', e o seu sinal segue a mesma regra que o sinal de x, dado na seção "Partículas e movimento sobre uma reta". A partir de agora, chamaremos essas coordenadas (como x e x') de "posições". É claro que x' raramente coicidirá com x, ou seja, o movimento depende do referencial! Segue que, se sabemos o valor de x', podemos descobrir o valor de x através de

$x=x'+r$

Onde r é a posição da origem de R' em relação a R. Isso é facilmente verificável: a origem de R', no próprio referencial R', tem x'=0. Usando na equação acima, temos: x = r, o que é de se esperar. Aplicando o oposto: x = 0 leva a x' = -r (enquanto a origem de um referencial está à esquerda do outro, a origem do outro está à direita do primeiro, o que justifica o sinal de -r).

É importante notar que, como os referenciais estão em movimento um em relação ao outro, r varia com o tempo. Ou seja,

$x(t)=x'(t)+r(t)$

E as velocidades também dependem do referencial. Derivando ambos os lados da equação acima, temos:

$v(t)=v'(t)+V(t)$

Onde V(t) é a derivada temporal de r(t).

Ver também

• Posição
• Sistema de coordenadas