Rapidez y velocidad
Rapidez y velocidad
Rapidez es lo rápido que se mueve algo.Velocidad es rapidez con dirección.
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
- d representa la distancia (d de distancia)
- t representa el tiempo
Ejemplo: Corres 360m en 60 segundos.
Entonces tu rapidez es de 6 metros por segundo(6 m/s).
Unidades
La rapidez se mide comúnmente en:
- metros por segundo (m/s o m s-1), o
- kilómetros por hora (km/h o km h-1)
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.
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
...
... ya que tiene magnitud y dirección
Debido a que la dirección es importante, la velocidad considera el desplazamiento en lugar de la 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?
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.
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).