Rapidez y Velocidad
Estos conceptos hacen referencia al cambio de posición de un cuerpo respecto a un tiempo determinado y para este caso, al igual que con desplazamiento y espacio recorrido, se puede llegar a la confusión del significado de los términos.
La velocidad y la rapidez son conceptos distintos y por lo tanto NO se debe pensar que son lo mismo.
Índice
¿Qué es la rapidez?
La rapidez es el espacio recorrido por el cuerpo, dividido entre el tiempo que le toma hacer dicho cambio de posición, se diferencia de la velocidad porque NO tiene dirección y sentido.
Surge cuando un cuerpo se mueve en el espacio en un determinado tiempo.
Se puede asumir que la rapidez es un complemento de la velocidad, por lo tanto, la rapidez se considera una propiedad que obtiene un cuerpo durante el movimiento.
Así pues, la rapidez se considera una magnitud escalar puesto que se divide un escalar sobre otro escalar, obteniendo como resultado una magnitud escalar de dimensiones iguales a las de distancia y tiempo (m/s, km/h, pies/s, pulgada/h, etc.).
Tipos de rapidez
Existen algunos tipos de rapidez dependiendo de la forma en que se quiera estudiar el movimiento.
Rapidez media
La rapidez media en cinemática es una medida de la rapidez promedio de un objeto durante un intervalo de tiempo determinado. Se calcula dividiendo la distancia total recorrida por el objeto entre un intervalo de tiempo. La fórmula para calcular la rapidez media es la siguiente:
Por ejemplo, si un objeto recorre una distancia de 100 metros en un tiempo de 10 segundos, su rapidez media sería de 10 metros por segundo (100 metros / 10 segundos = 10 m/s).
Es importante destacar que la rapidez media solo considera la magnitud de la distancia recorrida y el tiempo transcurrido, sin tener en cuenta la dirección del movimiento.
Rapidez instantánea
La rapidez instantánea en cinemática es la rapidez de un objeto en un momento específico, es decir, la magnitud de la velocidad en un instante de tiempo determinado. En otras palabras, la rapidez instantánea describe la rapidez de un objeto en un punto específico de su trayectoria en un instante de tiempo preciso.
Es importante destacar que la rapidez instantánea puede variar en distintos puntos de la trayectoria de un objeto, ya que la velocidad puede cambiar de magnitud o dirección. Por lo tanto, la rapidez instantánea se utiliza para describir la velocidad en un momento específico, mientras que la rapidez media se utiliza para describir la velocidad promedio en un intervalo de tiempo.
¿Qué es la velocidad?
La velocidad se considera una propiedad que obtiene un cuerpo durante el movimiento, surge cuando se desarrolla un desplazamiento en el espacio teniendo en cuenta el tiempo utilizado para realizarlo.
En efecto la velocidad es el desplazamiento realizado por el cuerpo dividido entre el tiempo que le toma hacer dicho desplazamiento, sin embargo, también se debe tener en cuenta que tiene una dirección y sentido, que toma del desplazamiento.
También se puede decir que la velocidad es una fusión de la rapidez con una dirección y un sentido.
Así pues, la velocidad se considera una magnitud vectorial puesto que se divide un vector sobre un escalar, obteniendo como resultado un vector de dimensiones iguales a las del desplazamiento y el tiempo (m/s, km/h, pies/s, pulgada/h, etc.).
Tipos de velocidad
Existen algunos tipos de velocidad dependiendo de la forma en que se quiera estudiar el movimiento.
Velocidad media o promedio
La velocidad media o promedio en cinemática es una medida del cambio en la posición de un objeto en un intervalo de tiempo determinado. Se calcula dividiendo el cambio en la posición del objeto (es decir, la diferencia entre la posición final y la posición inicial) por el tiempo transcurrido durante ese intervalo.
La fórmula para calcular la velocidad media es la siguiente:
Por ejemplo, si un objeto se desplaza desde una posición inicial de x1=5 metros hasta una posición final de x2=15 metros en un tiempo de 10 segundos, la velocidad media sería de 1 metro por segundo [(15 m - 5 m) / 10 s = 1 m/s].
Es importante destacar que la velocidad media es una magnitud vectorial que incluye tanto la magnitud como la dirección del movimiento del objeto. Si el objeto se mueve en una línea recta, la velocidad media y la rapidez media serán iguales. Sin embargo, si el objeto se mueve en una trayectoria curva, la velocidad media y la rapidez media pueden diferir, ya que la velocidad media toma en cuenta tanto la magnitud como la dirección del movimiento del objeto.
Velocidad instantánea
La velocidad instantánea en cinemática es la velocidad de un objeto en un momento específico, es decir, la velocidad en un punto específico de su trayectoria en un instante de tiempo preciso.
La velocidad instantánea de un objeto es una magnitud vectorial que tiene tanto magnitud como dirección. Para calcular la velocidad instantánea, es necesario conocer la posición del objeto en un momento determinado y la dirección y magnitud de su velocidad en ese punto.
La velocidad instantánea puede ser calculada como la derivada de la posición respecto del tiempo, es decir:
Es importante destacar que la velocidad instantánea de un objeto puede cambiar en distintos puntos de su trayectoria, ya que la magnitud o la dirección de la velocidad pueden variar. Por lo tanto, la velocidad instantánea se utiliza para describir la velocidad en un momento específico, mientras que la velocidad media se utiliza para describir la velocidad promedio en un intervalo de tiempo.
Ejemplo de rapidez y velocidad
Para entender mejor estos conceptos, supongamos un ejemplo:
En una avenida de la ciudad de Cúcuta se encuentra un policía de tránsito vigilando que los vehículos que circulan por ahí no excedan la rapidez permitida. En un momento del día el policía ve que el velocímetro (herramienta para medir la rapidez) marca una rapidez muy alta de 120 km/h en un vehículo y procede a reportarlo como exceso de velocidad.
Luego de lo sucedido, llama a la central de comando a informar diciendo que el vehículo va con una rapidez excesiva hacia el norte de la ciudad.
Según la situación del policía se puede identificar cual ha sido la velocidad y la rapidez que el vehículo llevaba.
Suponiendo que el velocímetro calculará la rapidez en un intervalo de posición durante un intervalo de tiempo.
Rapidez:
La rapidez es un escalar, y en este caso simplemente es ese valor que marca el vehículo al pasar por el lugar donde estaba el policía, dicha rapidez es una magnitud como por ejemplo los 120 km/h.
Velocidad:
La velocidad es un vector que requiere de una magnitud, dirección y sentido; en este caso gracias a que el policía informa a la central que el vehículo se dirige hacia el norte por la avenida es que se conoce su dirección y sentido. Entonces en este caso la velocidad es de 120 km/h en dirección al norte de la ciudad.
Diferencias entre Velocidad y rapidez
- La velocidad tiene magnitud, dirección y sentido, la rapidez solo tiene magnitud.
- Toda velocidad es un vector, mientras que toda rapidez es un escalar.
- Para calcular la velocidad se toma el desplazamiento y para la rapidez se toma el espacio recorrido.
- La velocidad es la rapidez con una dirección y sentido.
Fórmulas de velocidad y rapidez
En general para calcular la velocidad se utiliza la siguiente fórmula:
V = Velocidad
ΔX = Delta o diferencia de desplazamiento entre los puntos final e inicial del movimiento
Δt = Intervalo de tiempo utilizado en el desplazamiento
Xf: Posición final del movimiento
Xo: Posición inicial del movimiento
tf: Tiempo final del movimiento
to: Tiempo inicial del movimiento
Para calcular la rapidez se utiliza la siguiente fórmula:
V = Rapidez
X = Espacio recorrido
t = Tiempo utilizado para el espacio recorrido