Velocidad

Introducción

Se denomina velocidad a la variación de una determinada cantidad por unidad de tiempo. Así, por ejemplo, se habla de la velocidad de un móvil (variación de la posición por unidad de tiempo), velocidad de reacción (variación de la cantidad de un reactivo por unidad de tiempo), velocidad angular (variación de un ángulo por unidad de tiempo), etc. El término velocidad suele referirse a lo que en cinemática se conoce como rápidez, es decir, la distancia recorrida por unidad de tiempo.

Cinemática

Definición general

La velocidad de un móvil representa la variación de la posición de un movil por unidad de tiempo. La velocidad es una magnitud vectorial, que por tanto posee módulo, dirección y sentido. Se define como:

$\vec{v}= \frac{\Delta\vec{r}}{\Delta t}\,\!$

donde $\Delta\vec{r}$ se conoce como desplazamiento (siendo también una magnitud vectorial) y $\Delta t$ corresponde al tiempo empleado (siendo una magnitud escalar). El valor del desplazamiento se puede calcular a partir de la posición inicial, $\vec{r_i}$, y final, $\vec{r_f}$, de un móvil como:

$\vec{r} = \vec{r_f} - \vec{r_i}$

Rapidez

Lo que comunmente se usa para describir la característica de un cuerpo que se mueve es su módulo, conocido como rapidez, aunque la velocidad contiene más información.

La rapidez es la distancia recorrida por unidad de tiempo. Se suele representar por la letra v, pero sin la flecha vectorial.

La rapidez media se calcula dividiendo la distancia recorrida, $s$, por el tiempo, $t$, tardado en recorrerla y es un escalar.

$v= \frac{s}{t}\,\!$

Velocidad instantánea

La velocidad instantánea es la derivada de la posición, r, respecto al tiempo, t.

$v=\frac {dr}{dt} \,\!$

Un ejemplo de velocidad sería: " 70 kilometros por hora hacia el norte en 65° ", donde el módulo son los 70 km/h, el sentido es : "hacia el norte" , y la dirección es: 65° desde el eje X , una superficie horizontal o la direccion 0°. Un ejemplo de rapidez sería solamente los 70 km/h del ejemplo anterior, por cuanto es el modulo de la velocidad.

Unidades de medida

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la distancia se mide en metros [m] y el tiempo en segundos [s], por lo que la velocidad (y su modulo tambien) se miden en "metros por segundo":

$[v] = \frac {metro}{segundo}=\frac{m}{s}\,\!$

Esta unidad no es muy práctica en la vida cotididana por lo que la mayoría de los vehículos terrestres suelen usar como unidades de rapidez los "kilómetros por hora" o las "millas por hora" (en países de influencia anglosajona principalmente). Otra unidad de medida utilizada para determinar la velocidad del viento o de vehículos marítimos es el nudo equivalente a una "milla naútica por hora".

Referencias

Notas