DETERMINACION DE LA VELOCIDAD

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD

La velocidad es la magnitud física que muestra y expresa la variación en cuanto a posición de un objeto y en función del tiempo, que sería lo mismo que decir que es la distancia recorrida por un objeto en la unidad de tiempo. Pero además del tiempo, para definir la velocidad de desplazamiento de un objeto, será preciso tener en cuenta también la dirección y el sentido del mencionado desplazamiento.

Según el lapso de tiempo recorrido, la velocidad puede ser de diversos tipos: media, instantánea y relativa. La Velocidad Media reporta la velocidad en un intervalo dado y se llega a ella dividiendo el desplazamiento por el tiempo transcurrido.

Por su lado, la instantánea nos permite conocer la velocidad de un objeto que se mueve por determinado trayecto con la especial característica que el lapso de tiempo es infinitamente pequeño, siendo también el espacio que recorre muy pequeño, representándonos tan solo un punto de la mencionada trayectoria.

Y la Velocidad Relativa entre dos observadores surgirá del valor de la velocidad de un observador medida por el otro.

CLASIFICACIÓN:

Velocidad media:

La 'velocidad media' o velocidad promedio es la velocidad en un intervalo de tiempo dado. Se calcula dividiendo el desplazamiento (Δr) entre el tiempo (Δt) empleado en efectuarlo:

Esta es la definición de la velocidad media entendida como vector (ya que es el resultado de dividir un vector entre un escalar). Por otra parte, si se considera la distancia recorrida sobre la trayectoria en un intervalo de tiempo dado, tenemos la velocidad media sobre la trayectoria o rapidez media, la cual es una cantidad escalar. La expresión anterior se escribe en la forma:

La velocidad media sobre la trayectoria también se suele denominar «velocidad media numérica» aunque esta última forma de llamarla no está exenta de ambigüedades.

El módulo de la velocidad media (entendida como vector), en general, es diferente al valor de la velocidad media sobre la trayectoria. Solo serán iguales si la trayectoria es rectilínea y si el móvil solo avanza (en uno u otro sentido) sin retroceder. Por ejemplo, si un objeto recorre una distancia de 10 metros en un lapso de 3 segundos, el módulo de su velocidad media sobre la trayectoria es:

VELOCIDAD INSTANTÁNEA:

La velocidad instantánea permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria cuando el intervalo de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria. La velocidad instantánea es siempre tangente a la trayectoria.

En forma vectorial, la velocidad es la derivada del vector posición respecto al tiempo:

donde es un vector (vector de módulo unidad) de dirección tangente a la trayectoria del cuerpo en cuestión y es el vector posición, ya que en el límite los diferenciales de espacio recorrido y posición coinciden.

Ejemplo 5.3.7 Una partícula se mueve en línea recta y su posición está dada por la

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