La velocidad

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Velocidad


Definición de los vectores velocidad media e instantánea.
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se la representa por o . Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.
En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la direccióndel desplazamiento y el módulo, al cual se le denomina celeridad o rapidez.1
De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo, la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.
Velocidad en mecánica clásica
Velocidad media
La velocidad media o velocidad promedio es la velocidad en un intervalo de tiempo dado. Se calculadividiendo el desplazamiento (Δr) por el tiempo (Δt) empleado en efectuarlo:
(1)
Si consideramos la distancia recorrida sobre la trayectoria, la expresión anterior se escribe en la forma:
(2)
A esto se le denomina velocidad media sobre la trayectoria, la cual es una cantidad escalar.
Por ejemplo, si un objeto recorre una distancia de 10 metros en un lapso de 3 segundos, el módulo de suvelocidad media sobre la trayectoria es:

Celeridad o rapidez
La celeridad o rapidez es la magnitud o el valor de la velocidad, sea velocidad vectorial media, sea velocidad media sobre la trayectoria, o velocidad instantánea (velocidad en un punto). Entonces, se pueden presentar por lo menos tres casos de celeridad, dos de los cuales las desarrollamos a continuación, y el tercer caso lo veremos altocar velocidad instantánea:
Celeridad media sobre la trayectoria
Es equivalente a la velocidad media sobre la trayectoria. También se le llama rapidez promedio y se define:
(2)
=
(2)
=
(2)
Celeridad o magnitud de la velocidad promedio
Es la magnitud del desplazamiento dividida entre el tiempo transcurrido.
La rapidez promedio no necesariamente es igual a la magniud de lavelocidad promedio. La rapidez promedio y la velocidad media tienen la misma magnitud cuando todo el movimiento se da en una dirección. En otros casos, pueden diferir. Esta diferencia entre la rapidez y la magniud de la velocidad puede ocurrir cuando se calculan valores promedio.
Velocidad instantánea
La velocidad instantánea permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoriacuando 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 versor (vector de módulo unidad) de dirección tangente a la trayectoriade cuerpo en cuestión y es el vector posición, ya que en el límite los diferenciales de espacio recorrido y posición coinciden.
Celeridad instantánea
Es el valor o módulo de la velocidad instantánea. Y es el tercer caso al que nos referíamos más arriba.
Velocidad relativa
Artículo principal: Velocidad relativa
El cálculo de velocidades relativas en mecánica clásica es aditivo y encaja conla intuición común sobre velocidades; de esta propiedad de la aditividad surge el método de la velocidad relativa. La velocidad relativa entre dos observadores A y B es el valor de la velocidad de un observador medida por el otro. Las velocidades relativas medias por A y B serán iguales en valor absoluto pero de signo contrario. Denotaremos al valor la velocidad relativa de un observador B respectoa otro observador A como .
Dadas dos partículas A y B, cuyas velocidades medidas por un cierto observador son y , la velocidad relativa de B con respecto a A se denota como y viene dada por:

Naturalmente, la velocidad relativa de A con respecto a B se denota como y viene dada por:

de modo que las velocidades relativas y tienen el mismo módulo pero dirección contraria.
Velocidad...
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