¿Por qué una pelota sigue una trayectoria de curva parabólica mientras cae sobre un objeto en movimiento?

cuando una pelota se lanza verticalmente hacia arriba, su dirección de movimiento es unidireccional y solo hay una que actúa sobre ella (gravedad) en esa dirección. Pero esta observación es cierta solo para un observador que está en el suelo y está en reposo permanente.

La trayectoria de la pelota puede ser parabólica si la pelota también tiene un movimiento horizontal con ese movimiento vertical o puede haber un observador con respecto a quien la pelota viaja en dirección horizontal, pero el observador debe ser un observador inercial, lo que significa que debe viajar con velocidad constante con respecto al observador en tierra.

Ahora, de acuerdo con cada observador en movimiento, el observador siempre piensa que está en reposo mientras cada uno se mueve en la dirección opuesta a su movimiento hasta que acelera y siente una pseudo fuerza. Entonces, para él, la bola que se mueve verticalmente también tiene un componente adicional de la velocidad en la dirección horizontal que es constante con el tiempo ya que el observador no está acelerando.

Y según este observador, la energía cinética de la pelota también es diferente.

Movimiento parabólico de proyectiles

Un proyectil es un objeto sobre el cual la única fuerza es la gravedad. La gravedad, al ser una fuerza hacia abajo, hace que un proyectil se acelere en la dirección hacia abajo. La fuerza de la gravedad nunca podría alterar la velocidad horizontal de un objeto, ya que los componentes perpendiculares del movimiento son independientes entre sí. Una fuerza vertical no afecta a un movimiento horizontal. El resultado de una fuerza vertical que actúa sobre un objeto que se mueve horizontalmente es hacer que el objeto se desvíe de su trayectoria lineal.

De acuerdo con la ley de inercia de Newton, un objeto en movimiento en una dirección horizontal continuaría en su movimiento horizontal con la misma velocidad y dirección horizontales a menos que actúe una fuerza horizontal desequilibrada. La animación de arriba muestra una esfera verde que se mueve hacia la derecha a velocidad constante. La distancia horizontal recorrida en cada segundo es un valor constante. La esfera roja experimenta un movimiento verticalmente acelerado que es típico de un objeto sobre el cual solo actúa la fuerza de la gravedad. Si se combinan estos dos movimientos: movimiento de caída libre vertical y movimiento horizontal constante, entonces la trayectoria será la de una parábola. Un objeto que comienza con una velocidad horizontal inicial y que actúa solo por la fuerza de la gravedad seguirá el camino de la esfera azul. Recorrerá la misma distancia horizontal en cada segundo consecutivo pero caerá verticalmente una distancia mayor en cada segundo consecutivo. El resultado es una ruta parabólica como se muestra en la animación anterior.