La Física y las Gráficas de Velocidad

Gráficas que muestran la distancia, el tiempo y la velocidad. En Pexels, por Mart Production en https://www.pexels.com/photo/close-up-of-a-compass-on-a-paper-with-graphs-8472938/

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

Explicar los conceptos fundamentales de las gráficas de velocidad.

Elba M Sepulveda

Gráficas de Velocidad vs. Tiempo en Física

Una gráfica de velocidad vs. tiempo es una representación visual de cómo cambia la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo. En el eje horizontal (eje x) se representa el tiempo, y en el eje vertical (eje y) se representa la velocidad.

Datos y la gráfica de velocidad versus tiempo que es lineal ascendente.

¿Qué nos dicen estas gráficas?

Tipo de movimiento: La forma de la gráfica nos indica si el objeto se mueve con velocidad constante (MRU), si está acelerando o desacelerando (MRUV), o si su movimiento es más complejo.
Velocidad instantánea: En cualquier punto de la gráfica, el valor de la velocidad en el eje y nos indica la velocidad instantánea del objeto en ese momento.
Aceleración: La pendiente de la gráfica en un punto específico nos indica la aceleración del objeto en ese instante. Una pendiente positiva significa aceleración, una pendiente negativa significa desaceleración, y una pendiente cero significa velocidad constante.
Desplazamiento: El área bajo la curva de la gráfica representa el desplazamiento del objeto. Si la velocidad es positiva, el desplazamiento es en la dirección positiva; si la velocidad es negativa, el desplazamiento es en la dirección negativa.

Gráfica de velocidad versus tiempo para un objeto que se mueve en dirección norte. En el eje de y la velocidad máxima es de 120 m/s, la mínima es de 0 m/s mientras en el eje de x el tiempo transcurre desde 0 hasta 60 segundos. La forma de la gráfica es lineal descendente y tiene los punts A y B marcados.

Tipos de gráficas de velocidad vs. tiempo

Línea recta horizontal: Representa un movimiento rectilíneo uniforme (MRU), donde la velocidad es constante.
Línea recta inclinada: Representa un movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), donde la velocidad cambia a una tasa constante (aceleración constante).
Curva: Representa un movimiento más complejo, donde la aceleración no es constante.

Gráfica de velocidad versus tiempo para un tren que se mueve a 40 metros por segundo durante 60 segundos

¿Para qué sirven?

Visualizar el movimiento: Las gráficas nos permiten “ver” cómo se mueve un objeto a lo largo del tiempo.
Analizar el movimiento: Podemos extraer información cuantitativa sobre la velocidad, aceleración y desplazamiento del objeto.
Resolver problemas: Las gráficas son una herramienta útil para resolver problemas de cinemática, como calcular distancias recorridas, tiempos de viaje y aceleraciones.

Ejemplo práctico

Imagina un coche que acelera desde el reposo. La gráfica de velocidad vs. tiempo sería una línea recta que comienza en el origen y se inclina hacia arriba, indicando que la velocidad aumenta con el tiempo.

Gráfica de velocidad versus tiempo que es lineal ascendente y marca los puntos del A al F.

En resumen

Las gráficas de velocidad vs. tiempo son una herramienta fundamental en la física para estudiar y analizar el movimiento. Al comprender cómo interpretar estas gráficas, podemos obtener una gran cantidad de información sobre el movimiento de los objetos.