Objetivos:
Al terminar esta lección:
- Definirás los conceptos: rapidez y velocidad.
- Diferenciarás entre lo que es rapidez y velocidad.
- Calcularás la rapidez y la velocidad promedio de un objeto.
Introducción
Los conceptos distancia y desplazamiento ayudan en la descripción del movimiento. En nuestra vida diaria a veces utilizamos los conceptos de rapidez o velocidad como si fueran lo mismo, en realidad no son lo mismo aunque tienen cierto parecido. En esta página proveemos ejemplos de los conceptos de rapidez y velocidad.
Movimiento con rapidez o velocidad constante
Cuando la rapidez de un objeto es constante se mantiene viajando uniformemente. Considera la siguiente gráfica:
Ecuación
El objeto recorre una distancia de nueve metros en diez segundos. Sin embargo, la segunda gráfica aquí abajo presenta un objeto con rapidez variable.
Al principio el mismo viajaba lentamente y más rápido al final. Esto lo sabemos al observar que el cambio en la posición por cada segundo que transcurre es cada vez mayor. Al hablar de la rapidez en este segundo caso, tenemos que hablar de la rapidez promedio. Matemáticamente se define la rapidez como:
v = d/t
Discusión del ejemplo
Donde d es la distancia y t es el tiempo. En el caso de nuestro objeto en ambos casos la rapidez promedio es de 0.9 m/s (3.24 km/hr). Si durante el recorrido del primer caso, observarás el velocímetro del objeto, notarías que el mismo estaría marcando 0.9 m/s todo el tiempo.
Sin embargo en el caso que discutimos, observarías como el velocímetro se mantiene cada instante en una velocidad similar, siendo el promedio de las lecturas 0.9 m/s. Sin embargo, la rapidez en cualquier instante, se conoce como la rapidez instantánea. La rapidez instantánea de un objeto, es la rapidez con la que el objeto se mueve en un instante dado. Puedes observar los instantes marcados en rojo en la gráfica. Si el objeto se moviera exactamente la misma distancia por cada unidad de tiempo, entonces la rapidez sería constante, por lo que la rapidez instantánea sería igual a la rapidez promedio.
La velocidad es una cantidad vectorial
Otro concepto que podemos utilizar para describir el movimiento de un objeto es la velocidad (v). La velocidad es una cantidad vectorial, por lo que requiere de una magnitud con sus unidades de medida y una dirección para referirnos a ella. La magnitud de la velocidad es la rapidez del objeto. Al igual que la rapidez, también nos referimos a la velocidad como velocidad promedio. La velocidad promedio se puede calcular a partir de la ecuación:
v = d/t
En este caso, d es el desplazamiento, mientras t es el tiempo. Utilizamos letras en negritas para las cantidades vectoriales. Por tal motivo: v es la rapidez mientras que v es la velocidad.
Ejemplo 1:
A un tren, le toma 2.0 horas en viajar entre las ciudades de París y Lion que se encuentra a 454.0 km hacia el sur. ¿Cuál es la velocidad promedio del tren?
Dado:
- Desplazamiento, d= 454 km, sur
- Tiempo, t= 2.0 horas
- Velocidad promedio, v= ?
Ecuación:
v = d / t
Solución:
v = d / t
= 454 km / 2 h
= 227 km/h, sur
Respuesta:
- La velocidad fue de 227 km/h en dirección sur.
Desplazamiento y tiempo
Un objeto que se mueve con velocidad constante tendrá un desplazamiento igual durante cada segundo de movimiento. Así que el desplazamiento será proporcional al tiempo, siendo la velocidad la constante de proporción. Si la velocidad aumenta, el desplazamiento por segundo será mayor. La ecuación que describe esta relación es:
d = vt
Es una ecuación lineal
Fíjate que esta ecuación está escrita de la forma y = mx + b. Esta es la ecuación que describe las gráficas lineales, donde m es la pendiente y b el intercepto en el eje de y. La pendiente se refiere a la inclinación de la gráfica y la llamamos constante de proporción. Indica cuanto cambia la y por cada cambio en x. El intercepto en el eje de y indica el valor de y cuando la x es igual a cero.
La gráfica de posición versus tiempo para un objeto que se mueve con velocidad constante será una línea recta. Como la pendiente de una gráfica lineal indica el cambio en la posición respecto al cambio en el tiempo, entonces la pendiente de la gráfica es la velocidad.
La trayectoria
La rapidez depende de la trayectoria y de la distancia recorrida. Mientras que la velocidad depende del desplazamiento el cual solo considera el punto de comienzo y el punto final del evento. La próxima imagen muestra la diferencia entre distancia y desplazamiento.
Páginas relacionadas a este tema
- Aceleración Lineal y sus Representaciones
- Análisis Gráfico del Movimiento
- Introducción a Gráficas
- Marco de Referencia y Movimiento
- Origen de Coordenadas o Referencia
- Rapidez, Velocidad y Marco de Referencia
- Rapidez y velocidad: ¡No es lo mismo!
- Sistema de Coordenadas en Física
- Vectores en una Dimensión
- Vectores en dos Dimensiones
Enlaces externos para explorar
- Conceptos de Física: Hyperphysics
- Libros:
- NASA: Science Explorer Poster Series
- Simulaciones: PhET
- Tutorial de Física en Inglés: Physics Classroom
- Wikipedia en Español: Wikipedia
Simulación
Vídeo
Páginas recientes
- Velocidad Terminal y Resistencia
- La Conservación de la Energía es una Ley
- Henry Cavendish y la Densidad
- Ley de Conservación de la Energía
- Observatorio Astronómico y Telescopios
- Lo Que Deberías Saber de Física
- Preguntas Fundamentales de la Física
- Observatorio Astronómico Lugar y Tiempo
- Asteroides Representan un Desafío
- Título de la Investigación
- Abstract: Resumen Breve de Investigación
- Tycho Brahe: Astronomía y Observación
- Micrómetro: Instrumento de Precisión
- Ozono y Cambio Climático
- El Telescopio Espacial Hubble
Más páginas para explorar
-
Micrómetro: Instrumento de Precisión
Micrometro, una herramienta para medir objetos pequeños. Este tipo de escala de micrómetro también es conocido como calibre.
-
Fuerza de Tensión en una Soga
La tensión es una fuerza de interacción que ocurre en dos direcciones; cuando halas o empujas un cuerpo con una cuerda, un resorte o un material.
-
Leyes de Movimiento Planetario de Kepler
Johannes Kepler (1571-1630), fue astrónomo y filósofo alemán. Formuló y verificó las tres leyes del movimiento planetario conocidas como leyes de Kepler.
-
Johannes Kepler y sus Leyes
Johannes Kepler (1571-1630), fue astrónomo y filósofo alemán. Formuló y verificó las tres leyes del movimiento planetario conocidas como leyes de Kepler.
-
Momentum: Cantidad Fundamental
El momentum es cantidad de movimiento. Se estudia para saber como se comportan los cuerpos en interacción en las colisiones.
-
Volumen: Una Cantidad Tridimensional
El volumen, magnitud física para midir el espacio tridimensional ocupado por un objeto o sustancia. Se cuantifica por el largo, ancho y alto.
-
La Velocidad de la Luz es Constante
La velocidad de la luz en el vacío es siempre la misma, independientemente del movimiento de la fuente de luz o del observador.
-
Colisión Lineal y la Tercera Ley de Newton
Para cada acción, una reacción e interacción entre los objetos. Existe un par de fuerzas de acción y reacción de igual magnitud, pero opuesta dirección.
-
Las Leyes de Newton y sus Fundamentos
Las Leyes de Newton son tres principios fundamentales que describen el movimiento de los cuerpos. Estas leyes, fueron formuladas por Isaac Newton.
-
Galileo Galilei Legado, Obra y Vida
Galileo Galilei usó el telescopio para descubrir las manchas solares, valles, montañas lunares, los cuatro satélites mayores de Júpiter y las fases de Venus.
-
El Motor Simple y el Generador
Objetivos: Terminada la lección podrás: Los motores y los generadores Los motores y generadores eléctricos son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a…
-
Tercera Ley de Newton es Fundamental
Acción y reacción: un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo y a su vez este objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre él.
-
Vectores en dos Dimensiones
Un vector en dos dimensiones es una entidad matemática que posee magnitud (longitud) como dirección en un plano. Los componentes se son un par ordenado.
-
Resortes y las fuerzas en un plano inclinado
Objetivos Terminada la lección los estudiantes podrán: El resorte y la energía Los resortes son utilizados frecuentemente en la vida diaria. Un resorte es un operador elástico capaz de almacenar…
-
Segunda Ley de Newton: Ley de la Dinámica
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
-
Origen de Coordenadas o Referencia
El origen de coordenadas también se conoce como el punto de referencia o de aplicación de un sistema de coordenadas. Es el comienzo al dibujar vectores.
-
Fuerza de Tensión en Interacción
La tensión es una fuerza de interacción que ocurre en dos direcciones; cuando halas o empujas un cuerpo con una cuerda, un resorte o un material.
-
Sistema Internacional de Medidas: Recursos
El Sistema Internacional de Unidades, comúnmente abreviado como SI, es un sistema de medidas que se utiliza como referencia en casi todos los países del mundo.
-
Micrómetro, Enlaces y Recursos
Micrometro, una herramienta para medir objetos pequeños. Este tipo de escala de micrómetro también es conocido como calibre.
-
Introducción a la Cinemática y Movimiento
La cinemática es la rama de la física que se encarga de describir el movimiento de los objetos, sin considerar las causas que lo producen.
-
Rapidez, Velocidad y Marco de Referencia
El movimiento ocurre continuamente debido al cambio continuo en la posición de un objeto que sugiere que puede haber un movimiento.