Rapidez y velocidad

Rapidez y velocidad

Rapidez es lo rápido que se mueve algo.

Velocidad es rapidez con dirección.

el perro corriendo con una pelota

Decir que el perro corre a 9 km/h (kilómetros por hora) es una rapidez.

Pero decir que corre 9 km/h hacia el oeste es una velocidad.

 

  Rapidez Velocidad
Tiene: magnitud magnitud y dirección
Ejemplo: 60 km/h 60 km/h al norte
Ejemplo: 5 m/s 5 m/s hacia arriba

Imagínate algo que se mueve hacia adelante y hacia atrás muy rápido: tiene una rapidez alta, pero una velocidad baja (o nula).

Rapidez

La rapidez se define como la distancia recorrida en el tiempo.

Rapidez = Distancia Tiempo

Ejemplo: Un automóvil recorre 50 km en una hora.

Su rapidez media es de 50 km por hora. (50 km/h)

Rapidez = Distancia Tiempo = 50 km 1 hora

También podemos utilizar estos símbolos:

Rapidez = Δd Δt

Donde Δ ("Delta") significa "cambio en", y

corredores

Ejemplo: Corres 360m en 60 segundos.

Rapidez = Δd Δt
= 360 m 60 segundos
= 6 m 1 segundo

Entonces tu rapidez es de 6 metros por segundo(6 m/s).

Unidades

La rapidez se mide comúnmente en:

Un km son 1000m, y hay 3600 segundos en una hora, por lo que podemos convertir de esta manera (ver Método de conversión de unidades para saber más):

1 m 1 s × 1 km 1000 m × 3600 s 1 h = 3600 m · km · s 1000 s · m · h = 3.6 km 1 h

Por lo tanto, 1 m/s es igual a 3.6 km/h

Ejemplo: ¿Cuánto es 20 m/s en km/h?

20 m/s × 3.6 km/h 1 m/s = 72 km/h

Ejemplo: ¿Cuánto es 120 km/h en m/s?

120 km/h × 1 m/s 3.6 km/h = 33.333... m/s

Rapidez promedio vs instantánea

Los ejemplos hasta ahora calculan la rapidez promedio: qué tan lejos viaja algo durante un período de tiempo.

Pero la rapidez puede cambiar con el paso del tiempo. Un automóvil puede ir más rápido y más lento, tal vez incluso detenerse en los semáforos.

velocidad media e instantánea de viaje en coche

De modo que también existe la rapidez instantánea: la rapidez en un instante en el tiempo. Podemos intentar medirlo usando un lapso de tiempo muy corto (cuanto más corto, mejor).

Ejemplo: Raúl usa un cronómetro y mide 1.6 segundos mientras el automóvil viaja entre dos postes a 20 m de distancia. ¿Cuál es la rapidez instantánea?

Bueno, no lo sabemos exactamente, ya que el automóvil pudo haber estado acelerando o desacelerando durante ese tiempo, pero podemos estimar:

20 m 1.6 s = 12.5 m/s = 45 km/h

Realmente sigue siendo un promedio, pero está cerca de una rapidez instantánea.

Rapidez constante

Cuando la rapidez no cambia es constante.

Para rapidez constante, las rapideces media e instantánea son las mismas.

Velocidad

La velocidad es la rapidez con dirección.

En realidad es un vector ...
magnitud y dirección del vector
... ya que tiene magnitud y dirección

Debido a que la dirección es importante, la velocidad considera el desplazamiento en lugar de la distancia:

desplazamiento vs distancia

Rapidez = Distancia Tiempo

Velocidad = Desplazamiento Tiempo en una dirección.

Ejemplo: Caminas de casa a la tienda en 100 segundos, ¿cuál es tu rapidez y cuál es tu velocidad?

ir de compras

Rapidez = 220 m 100 s = 2.2 m/s

Velocidad = 130 m 100 s al este = 1.3 m/s al este

Olvidaste tu dinero, así que te das la vuelta y regresas a casa en 120 segundos más: ¿cuál es tu velocidad y tu rapidez de ida y vuelta?

El tiempo total es 100 s + 120 s = 220 s:

Rapidez = 440 m 220 s = 2.0 m/s

Velocidad = 0 m 220 s = 0 m/s

Sí, la velocidad es cero cuando terminó donde comenzó.

Aprende más en Vectores.

Relatividad

El movimiento es relativo. Cuando decimos que algo está "en reposo" o "moviéndose a 4 m/s" nos olvidamos de decir "en relación conmigo" o "en relación con el suelo", etc.

Tierra rotando

Piensa en esto: ¿estás realmente quieto? Estás en el planeta Tierra, que gira a 40,075 km por día (aproximadamente 1675 km/h o 465 m/s) y se mueve alrededor del Sol a aproximadamente 100,000 km/h, que a su vez se mueve a través de la Galaxia.

La próxima vez que salgas a caminar, imagina que estás quieto y que es el mundo el que se mueve bajo tus pies. Se siente bien.

¡Todo es relativo!

 

¡Refuerza tu aprendizaje resolviendo los siguientes retos sobre este tema! (Nota: están en inglés).