La fórmula básica para la velocidad es v = d /t, donde v es la velocidad, d es el desplazamiento y t es el cambio en el tiempo. La velocidad mide la velocidad a la que un objeto viaja en una dirección determinada.
La velocidad es el cambio en la posición de un objeto dentro de un marco de tiempo específico. Por lo tanto, la fórmula para la velocidad se puede expresar como:
Velocidad = (Posición final ‰ position Posición inicial) /Cambio en el tiempo
Velocidad = (Xf ‰ Xi) /t
Velocidad = d /t (donde d = desplazamiento y t = cambio en el tiempo)
La velocidad, al ser una cantidad vectorial, tiene tanto magnitud como dirección. La magnitud se refiere al tamaño y la dirección al curso en el que se mueve un elemento. Las unidades en las que se mide la velocidad son metros por segundo, lo que comúnmente se abrevia como m /s.
Ejemplo:
Un velero está en una carrera de 2,000 metros. Este barco cruza la línea de salida cuando ya ha alcanzado la velocidad máxima. Alcanza la línea de meta en exactamente tres minutos y 20 segundos (200 segundos). Para determinar la velocidad del velero, siga la ecuación a continuación.
Solución:
Velocidad = (Posición final ‰ position posición inicial) /Cambio en el tiempo
Velocidad = (2000m ‰ 0m) /200 seg
Velocidad = 10 m /s en la dirección de la línea de meta.
Velocidad promedio vs. Velocidad media
La velocidad promedio es el cambio neto de un objeto en la distancia por unidad de tiempo. La velocidad describe qué tan rápido se mueve un objeto en una dirección dada. La velocidad promedio es el cambio neto en el desplazamiento por unidad de tiempo. La velocidad se refiere a la velocidad a la que un objeto está cambiando de posición. La velocidad generalmente se mide mientras un objeto se desplaza en una dirección, mientras que la velocidad se puede medir por la distancia que un elemento viaja desde su posición inicial. Las siguientes ecuaciones ilustran cómo encontrar los promedios de estos números.
Velocidad promedio = Distancia total recorrida /tiempo total tomado
Velocidad promedio = Desplazamiento total del objeto /tiempo total tomado
El siguiente ejemplo ilustra las ecuaciones para encontrar estos valores.
Un automóvil viaja hacia el norte a una velocidad de 30 millas por hora durante dos horas. Luego, viaja a la misma velocidad (30 millas por hora) durante una hora, pero está viajando hacia el sur en lugar de hacia el norte. Determine la velocidad promedio y la velocidad utilizando la siguiente ecuación.
Solución:
La distancia total recorrida es (30 millas /hora x 2 horas) + (30 millas /hora x 1 hora) = 90 millas
El tiempo total tomado es de 3 horas.
Velocidad promedio = Distancia total /tiempo total
Velocidad promedio = T90 millas /3 horas
Velocidad promedio = T30 millas por hora
O, considérelo de esta manera:
Velocidad media = Desplazamiento total /tiempo total
Desplazamiento hacia el norte = (30 millas /hora x 2 horas) - (30 millas /hora x 1 hora)
Desplazamiento hacia el norte = 30 millas
Velocidad promedio = 30 millas /3 horas
Velocidad promedio = 10 millas por hora
Velocidad angular
La velocidad angular es la medida del desplazamiento angular de un objeto en una trayectoria circular por unidad de tiempo. La dirección de la velocidad angular se limita a las direcciones hacia la derecha y hacia la izquierda.
Velocidad angular = Ángulo de rotación (theta) /tiempo
La unidad básica para la velocidad angular es radianes por segundo. Sin embargo, en la práctica, la mayoría de las personas prefieren el uso de revoluciones por minuto (RPM). En este caso, una revolución cubre una distancia de 2pi radianes. Para una revolución completa, la velocidad angular = 2pi radianes /tiempo en segundos.
Ejemplo:
Un objeto que se mueve en un camino circular completa una revolución en 4 segundos. Calcula su velocidad angular.
Solución:
Velocidad angular = Ángulo de rotación /tiempo
Velocidad angular = 2pi radianes /tiempo
Velocidad angular = 2x3.14 /4
Velocidad angular = 1.57 radianes por segundo (rad /s)
