La velocidad es una de las magnitudes físicas, que depende de la distancia y el tiempo, consideradas como magnitudes fundamentales, ella relaciona además, el sentido y la dirección de un cuerpo.
Esta relación de dirección y sentido que posee la velocidad, nos indica que es un vector, a partir de estos principios podemos dar inicio al concepto de Velocidad.
¿Qué es Velocidad?
Es una magnitud vectorial que consta del cambio de posición con respecto a la variación del tiempo ( el cual se define en segundos), en una determinada dirección y sentido.
De acuerdo con esto, para que exista la velocidad, deben actuar varios conceptos, como el tiempo, la dirección y el sentido, por eso aquí te presento su definición:
- Tiempo: es el intervalo de duración de un determinado fenómeno, el cual es medido en años, horas, minutos y segundos, donde el segundo es la unidad oficial según el sistema internacional de medidas.
- Dirección: cuando un objeto o cuerpo se mueve, lo hace en un ángulo de inclinación, el cual es medido generalmente en grados, para calcularlo hacemos uso de la trigonometría.
- Sentido: como la velocidad es vectorial, podemos saber hacia donde se está moviendo el objeto, se hace por medio de los puntos cardinales, norte, sur, este , oeste.
- Módulo: es el valor numérico o escalar de la velocidad con su unidad, no incluye dirección o sentido, es conocida como rapidez, por ejemplo 10km/h.
Marco de Referencia de la Velocidad
En la ciencia física siempre partimos de un marco de referencia, es decir, utilizamos un plano para poder ubicar a los vectores según su dirección y sentido, este plano, es el plano cartesiano.
De esta manera, sabremos exactamente donde se ubica nuestro vector velocidad, esto lo hacemos porque las velocidades utilizan signos (+/-) dependiendo del sentido, por lo que surgen varios casos.
Caso 1
Cuando los vectores velocidad, se ubican sobre el eje x, apuntando a la derecha (este) o en el eje y hacia el norte (arriba), nuestro vector será positivo.
Caso 2
Cuando los vectores velocidad, se ubican sobre el eje x, apuntando a la izquierda (oeste) o en el eje y hacia el sur (abajo), nuestro vector será negativo.
Cinco Ejemplos de Velocidad
- Cuando un conductor desea viajar con su auto de una ciudad a otra, primero averigua la distancia en kilómetros que debe recorrer y de acuerdo al tiempo que tiene para hacerlo puede determinar la velocidad.
- Muchas veces al viajar en la carretera, vemos señales de tránsito que nos indican que podemos viajar a solo 60Km por hora o: 60Km/h. Es decir en una hora recorreremos 60 Km.
- Un piloto de aviación utiliza su sistema de navegación aéreo y observa que debe hacer un giro en sentido NE (Norte Este) a 10 grados ( dirección). Manteniendo su rapidez.
- Un ingeniero que desea reconocer un terreno, utiliza un dron, el cual debe ser dirigido por un control, con él indica la dirección, sentido y rapidez a la que debe moverse el dron.
- Actualmente es para los policías muy fácil ubicar un auto robado, debido a que por medio del sistema GPS pueden determinar si el auto aún está en movimiento y en qué dirección y sentido lo hace.
Ecuaciones de velocidad
Cuando hablamos de la velocidad constante, contamos con una ecuación de velocidad:
V = d / t donde V es la velocidad, d es la distancia y por último t es el tiempo.
Pero cuando estamos trabajando con aceleraciones, entonces tenemos variaciones de velocidad, es decir, nos toparemos con velocidades iniciales y velocidades finales:
a = Vf – Vo. / T. Donde a es la aceleración, Vf es la velocidad final, Vo es la velocidad inicial y T es el tiempo
Si queremos hallar Vf, despejamos moviendo de miembro a T, está dividiendo pasa antes de la igualdad multiplicando la aceleración: a.T = Vf – Vo, luego Vo está restando en el miembro después del igual.
Por lo tanto, lo cambiamos al miembro antes de la igualdad, por lo que cambia de negativo a positivo, así: a.T + Vo = Vf, ahora ordenamos y ya despejamos: Vf = a.T + Vo.
Unidad de Medida para la velocidad
Dentro del Sistema internacional de medidas se determinó que usaríamos m/s, como la unidad estándar para medir la velocidad, pero no es una limitante, podemos usar el Km/h.
Es decir podemos hacer uso de toda la escala para medir longitud y la de medir tiempo, con ello conseguimos combinaciones como: km/min, m/min, m/s, Hm/s
De igual manera podemos llevar estas unidades a la unidad estándar por medio de transformaciones
Ejemplo:
Transformar 1Km/s a m/s
Solución:
Lo primero que debemos tener presente es: ¿Cuántos metros tiene un Km? Conocemos que tiene 1000m. Ahora podemos iniciar nuestra transformación.
1Km/s × 1000 m/1 km Escribimos la unidad que queremos transformar y la multiplicamos por su equivalencia, eliminamos los km porque uno está en el numerador y el otro en el denominador y obtenemos
1000 m/s
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