Velocidad

Velocidad

¿Conoces la definición de velocidad? Aunque todos nosotros la hemos experimentado en algún momento de nuestra vida, no muchos saben con precisión qué significa velocidad. Muchos incluso piensan que rapidez y aceleración es lo mismo. Por ello,. Aquí en Buscador.com queremos ofrecerte la definición correcta de lo que en inglés se conoce como “Speed”.

Además, en este artículo encontrarás información sobre los diferentes tipos que existen y su definición. Te ayudaremos a comprender este concepto y la forma en que se ha vuelto una pieza clave en cualquier vehículo, incluso sin que podamos verla.

Junto con todo lo anterior, también veremos cómo se mide la rapidez utilizando un velocímetro. Por supuesto te mostraremos la formula de la velocidad, así como las diferentes unidades de medida.

¿Qué es velocidad? Definición de velocidad

Como hemos dicho antes, la velocidad esta presente en muchos aspectos de nuestra vida sin siquiera percatarnos. Por ello es importante conocer en qué consiste, y cuál es su significado exacto. En este sentido, la definición de velocidad es la siguiente:

Velocidad es la distancia recorrida por unidad de tiempo. También se define como la tasa de cambio de posición de un objeto en cualquier dirección.

En otras palabras, es la rapidez a la que se mueve un objeto. La magnitud del vector de dicha distancia que se recorre está representada por la cantidad escalar . Sin embargo, es importante entender que no tiene magnutud. Por lo tanto, una “rapidez” más alta solo indica que un objeto viaja a mayor velocidad. El objeto puede viajar a un ritmo más lento cuando su velocidad es menor. Y si esa cantidad escalar es cero, el objeto no se mueve en absoluto.

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Fórmula para calcularla

La siguiente fórmula es el método más comúnmente utilizado para calcular la distancia recorrida por unidad de tiempo constante que viaja en línea recta:

v= d/t

Donde v representa la velocidad, d la distancia recorrida por el objeto, y t, el tiempo que se tarda el objeto en completar el movimiento. Con esta ecuación podemos calcular la velocidad promedio de un objeto durante un período de tiempo. Durante ese lapso de tiempo, es posible que el elemento se haya movido más rápido o más lento en diferentes momentos, lo cual nos permite obtener la velocidad promedio.

A medida que el intervalo de tiempo se acerca a 0, la rapidez instantánea se convierte en el límite de la velocidad media. Por ejemplo, cuando miras el velocímetro de tu coche, lo que ves es la rapidez actual a la que estas conduciendo. Pero aunque es posible que hayas conducido a 100 kilómetros por hora durante un breve período, la tasa media de velocidad durante los siguientes 10 minutos podría ser mucho mayor o menor.

Unidades del SI y su valor

Metros por segundos (m/s) es la unidad en el Sistema Internacional (SI) para calcular la distancia por recorrida unidad de tiempo. En la actualidad, las unidades de rapidez más populares en uso regular son: kilómetros por hora y millas por hora. Una unidad de velocidad que se usa comúnmente en el mar son los nudos (o millas náuticas por hora).

El valor para 1 m/s en las diferentes unidades de rapidez es el siguiente:

  • KM/H = 3.6
  • MPH = 2.236936
  • KNOT = 1.943844
  • FT/S = 3.280840

Tipos de velocidad

Aunque hemos visto la definición de distancia recorrida por unidad de tiempo, la realidad es que existen otros tipos de velocidad que es importante conocer. Ellos son: la velocidad uniforme, la rapidez variable, la velocidad media, y la velocidad instantánea.

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Velocidad uniforme

Si la distancia recorrida por unidad de tiempo de un cuerpo no cambia con el tiempo, se dice que está en movimiento uniforme. La fuerza externa neta es siempre cero para un cuerpo en movimiento uniforme. Un cuerpo que se desliza a velocidad constante sobre una superficie sin fricción es un ejemplo de movimiento uniforme.

Ahora bien, en este mismo sentido también existe la rapidez no uniforme. Cuando la distancia que recorre un objeto con relación al tiempo cambia, se dice que está en movimiento no uniforme. Por lo tanto, una fuerza externa debe afectar inevitablemente a tal cuerpo para que se mueva. Un cuerpo que gira a una velocidad constante es un ejemplo de movimiento no uniforme. Pero debido a que la dirección del movimiento varía cada segundo, su rapidez no es constante.

Velocidad variable

Si un cuerpo viaja distancias desiguales en intervalos de tiempo iguales, independientemente de cuán pequeños sean estos intervalos, se dice que viaja a rapidez variable. Por ejemplo, cuando conducimos un automóvil no mantenemos una velocidad determinada. Lo mismo sucede al lanzar una pelota, ya que la distancia recorrida por unidad de tiempo sigue cambiando como consecuencia de las fuerzas resistivas y otros factores.

Velocidad media

La rapidez promedio es una cantidad escalar. Como hemos visto, el metro por segundo (m/s) es la unidad de medida para la velocidad promedio en el Sistema Internacional (S.I.) Este tipo de rapidez está determinada por la distancia recorrida a lo largo de la trayectoria. Como resultado, un cuerpo en movimiento siempre tendrá una distancia recorrida por unidad de tiempo mayor que 0.

Velocidad instantánea

Sabemos que la distancia total recorrida dividida por el tiempo total es igual a la velocidad promedio durante un período de tiempo determinado. También sabemos que la distancia recorrida se acerca a 0 cuando el intervalo de tiempo se acerca a cero. Sin embargo, la velocidad instantánea es el límite distinto de cero de la relación distancia-tiempo. Podemos decir que la rapidez instantánea en un momento dado, es la magnitud de la velocidad instantánea en ese momento.

¿Velocidad y aceleración es lo mismo?

Aceleración y velocidad son dos nociones completamente distintas. Cada cosa que se mueve tiene movimiento, que se puede medir en términos de la distancia recorrida por unidad de tiempo. Cuando un objeto comienza a moverse, su distancia recorrida en relación al tiempo es cero al principio, pero aumenta gradualmente debido a la aceleración. No obstante, cuando el objeto alcanza un ritmo constante, la aceleración desaparece.

Como hemos visto, la unidad de rapidez es metros por segundo si la distancia se mide en metros y el tiempo se mide en segundos. También ha quedado claro que la velocidad es una cantidad escalar ya que tiene una sola dirección y ninguna magnitud única.

En el caso de la aceleración, si la distancia recorrida por un objeto en relación al tiempo es “v” y el tiempo que tarda en adquirir esa velocidad es “t”, la aceleración del cuerpo “a” se puede escribir como:

A = v/t

Como resultado, la unidad de aceleración es metros por segundo al cuadrado si la velocidad se mide en metros por segundo y el tiempo se mide en segundos. En el caso de un automóvil que se mueve en círculo, el cambio en la distancia que un objeto recorre con respecto al tiempo, está ausente, pero la dirección del movimiento está cambiando, lo que resulta en una aceleración.

¿Cómo se mide la velocidad?

Uno de los métodos más comunes para medir la distancia que recorre un objeto por unidad de tiempo es el velocímetro. Si has leído con atención este artículo, ya sabrás que la rapidez se define como la distancia recorrida dividida por el tiempo. Entonces, si recorres 200 kilómetros en cuatro horas, tu velocidad promedio será de 50 kilómetros por hora.

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Medir tu distancia recorrida por unidad de tiempo promedio después de haber conducido una larga distancia no es muy útil. Como conductor, necesitas saber tu rapidez instantánea o qué tan rápido estás viajando en un momento dado. Es mucho más difícil de lo que piensas darte cuenta de eso. Si alguna vez ha visto policías de tránsito al costado de la carretera, probablemente sepas que verifican la distancia recorrida por unidad de tiempo con un radar.

A la velocidad de la luz, la pistola de radar dispara un rayo electromagnético invisible hacia tu automóvil. El rayo rebota en el coche, alterándolo ligeramente. La pistola de radar calcula tu rapidez determinando cómo se ha alterado el rayo. En principio, todos podríamos tener pistolas de radar montados en nuestros autos, disparando rayos a postes de luz y edificios y esperando que regresen los reflejos.

El velocímetro

Sin embargo, todo eso sería muy complicado. Por lo tanto, para simplificar la tarea de medir la distancia recorrida por unidad de tiempo se inventó el velocímetro. Se trata de un mecanismo diseñado para determinar qué tan rápido giran las ruedas del automóvil.

No obstante, ¿cómo funciona el velocímetro para medir la distancia recorrida por unidad de tiempo? En un coche todo comienza cuando el motor gira, y con ello gira también el eje de transmisión para hacer girar las ruedas. El cable del velocímetro, alimentado por el eje de transmisión, también comienza a girar.

Este cable a su vez hace girar un imán a la misma velocidad dentro de la copa de velocidad. Dicho imán se mantiene girando continuamente en la misma dirección, en este caso en sentido antihorario.

Debido a los giros del imán, se crean corrientes parásitas en la copa de rapidez. Son estas corrientes las que hacen que el ratio de velocidad gire en sentido antihorario, en un intento por alcanzar la iman.

Es importante mencionar que el imán y la copa de velocidad del velocímetro, no están unidos de ninguna manera, solo hay aire entre ellos. De esto, un resorte se comprime, restringiendo la copa de rapidez para que pueda girar solo un poco.

A medida que gira la copa de velocidad, el puntero sube el dial, indicando con ello la rapidez del automóvil.

Fuentes:

https://openstax.org/books/physics/pages/2-2-speed-and-velocity

https://byjus.com/physics/measurement-of-speed/

https://physics.info/velocity/