fisica

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE















DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
FACULTAD DE INGENIERIA
BARRANQUILLA
2014






1. ¿Cuál es la diferencia entre rapidez y velocidad?
La velocidad y la rapidez son dos magnitudes físicas que suelen confundirse con frecuencia.
Ahora bien, la diferencia entre velocidad y rapidez gira en torno a la dirección.
La rapidez esuna magnitud física escalar que expresa la distancia recorrida por un objeto en función del tiempo y la velocidad es una magnitud física vectorial que expresa el cambio de posición (desplazamiento) de un objeto en función del tiempo.
Veamos un ejemplo: 60 km/h, en la dirección de la calle norte-sur, hacia el norte. En este caso hay tres datos: una rapidez (60 km/h), una dirección (callenorte-sur) y un sentido (hacia el norte).
-El concepto de velocidad es más útil que el de rapidez, pues la información que entrega es más completa. Permite realizar predicciones acerca del movimiento. Solo con la rapidez (60 km/h) no podemos saber dónde estará un automóvil al cabo de una hora, aunque conozcamos el punto de partida. Sin embargo si agregamos dirección y sentido, entonces sí podríamos saberdónde se encuentra al cabo de una hora.

2. Define velocidad media y velocidad instantánea.  Cuál es la diferencia entre las dos?
La velocidad media se refiere a la velocidad vectorial media: es la diferencia de posición que ocupa un móvil cualquiera en dos instantes distintos de su movimiento y el tiempo transcurrido entre ellos. 

Por ello se habla de la velocidad media entre (por ejemplo)los puntos P1 y P2 y tendrás: 

V media = (P2 - P1) / (t2 - t1) = ΔP / Δt 

Tener en cuenta que ΔP es una diferencia vectorial, así P1 puede ser el vector posición tomado desde un origen dado, pero será el mismo origen para P2, pero la diferencia P2-P1 será el segmento de recta con origen en P1 que llega a P2. 

V promedio es a veces llamada la rapidez promedio porque se refiere al promediode valores en valor absoluto, o módulo, que toma la velocidad, para lo cual basta con dividir la longitud de la trayectoria por el tiempo transcurrido para recorrerla. Entre dos puntos, uno inicial y otro final, por ejemplo P1 y P2 nuevamente, si la trayectoria es una curva, se divide la longitud de la curva por el delta tiempo: 

V promedio = ΔS / Δt 

siendo S el recorrido medido sobre latrayectoria (podemos hablar de ΔS porque a veces la curva ya se recorrió en parte antes de llegar a P1 pero tomamos el tramo de P1 a P2. 

EJEMPLO TÍPICO PAR ENTENDER LA DIFERENCIA: 

Un atleta recorre una pista circular de 400 m de longitud partiendo del punto O de modo tal que la primera mitad la hace en 20 s y la segunda mitad en 15 s. Indicar la velocidad media y la promedio entre elprincipio y el fin (que son ambos en el punto O): 

Δt = tiempo total utilizado = 25 s 

ΔP = distancia OO = 0 

V media = ΔP / Δt = 0 m / 25 s = 0 m/s 

V promedio = ΔS / Δt = 400m / 25s = 16 m/s 

En la expresión coloquial y no muy estricta se admite tomar velocidad media como el promedio, pero se debe dejar en claro que no es un promedio vectorial sino el valor medio del módulo de lavelocidad, o rapidez media o promedio. 

Espero que te sirva el ejemplo. Para ampliarlo, la velocidad media del primer tramo es: 

V media = L / 20s 
pero L es la recta entre O y el fin del primer tramo que es la primera mitad, o sea un diámetro, dicho diámetro es: 
L = 400m / 3.1416 = 127.3m 

Vmedia = 127.3/20 = 6.4 m/s 
(y vectorialmente hay que dar la referencia de la dirección de O hacia elpunto opuesto de la pista). 

La velocidad instantánea es un vector tangente a la trayectoria, corresponde a la derivada del vector posición (R) respecto al tiempo.
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...