2.1 Velocidad
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Carácter vectorial de la velocidad
Cuando ves una señal de tráfico como la de la imagen, entiendes que el automóvil no debe superar los 40 kilómetros por hora (40 km/h). Pero el movimiento se puede producir por una calle u otra, en una dirección y sentido o en otros distintos. La velocidad es una magnitud vectorial: decir que un móvil lleva una velocidad de 40 km/h no indica mas que lo deprisa que va, pero no aporta información sobre la dirección y el sentido en que se desplaza.
Hay que tener clara esta característica para resolver las situaciones de movimiento que se planteen. Pero este curso solamente vas a analizar movimientos rectilíneos, y en ese caso no es necesario tener en cuenta el carácter vectorial de las magnitudes que se utilizan en el movimiento (posición, velocidad y aceleración).
El valor numérico de la velocidad (su módulo utilizando terminología vectorial) se suele llamar rapidez.
Velocidades media e instantánea
Cuando un objeto se mueve, la velocidad que lleva en un momento determinado de su movimiento se llama velocidad instantánea. Se entiende por momento un intervalo de tiempo tan pequeño como para que la velocidad se mantenga constante en ese intervalo.
La velocidad media indica la velocidad promedio durante un tiempo apreciable, durante el cual la velocidad ha podido modificarse. Por ejemplo, un coche parte de una ciudad A y llega 5 horas después a una ciudad B, situada a 400 km. La velocidad media es obviamente de 80 km/h (400 km en 5 horas; 400 km/5 h= 80 km/h). ¿Significa que el marcador del coche siempre ha estado marcando 80 km/h? Evidentemente, no: ha podido ir un poco más deprisa o más lentamente, pararse a descansar, etcétera.
Unidades de la velocidad
Y hablando de coches y motos, su velocidad se suele indicar en km/h, en lugar de en m/s, que es la unidad del SI. ¿Qué equivalencia hay entre ellas? Fíjate en la siguiente conversión de unidades:
Actividad
Velocidades media e instantánea
La velocidad media relaciona el espacio recorrido por un móvil en un tiempo determinado suficientemente grande; si ese tiempo es pequeño, como puede ser 0,1 s -una décima de segundo-, en ese intervalo de tiempo tan pequeño la velocidad se puede considerar constante y se llama velocidad instantánea. Es la que marcan los velocímetros de los coches.
Actividad
Velocidad en m/s y en km/h
Para pasar de m/s a km/h solamente hay que multiplicar por el factor de conversión 3,6 y para pasar de km/h a m/s hay que dividir por 3,6.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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Calculando la velocidad del coche
Vas en un coche que se mueve con velocidad constante por una carretera nacional. Al pasar por el punto kilométrico 130 pones en funcionamiento el cronómetro, y pasas por el punto 135 justo a los 3 minutos. ¿Qué marca el velocímetro del coche?
Actividad
¿Qué es la velocidad?
Es una magnitud que mide la rapidez con la que un móvil se mueve, es decir, el espacio recorrido por el móvil por unidad de tiempo.
La velocidad es mayor cuanto más distancia recorre el móvil en menos tiempo.
En el SI se mide en metros por segundo (m/s), aunque en la vida diaria es muy habitual medirla en kilómetros por hora (km/h).
Que la velocidad de un móvil es de x m/s significa que si su velocidad no varía recorrerá x metros en cada segundo de su movimiento.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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De Jaca a Zaragoza
¿Es constante la velocidad de un coche en un trayecto largo? De Jaca a Zaragoza hay 150 km. Si un coche tarda hora y media en hacer el recorrido ¿cuál es su velocidad media? ¿El resultado significa que siempre va a la misma velocidad?