Velocidad

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Velocidad

Definición de los vectores velocidad media e instantánea.
Para otros usos de este término, véase Velocidad (desambiguación).
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo. Se representa por  o . Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el SistemaInternacional es el m/s.
En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, el cual se 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.
Contenido  [ocultar]  *1 Historia * 2 Velocidad en mecánica clásica * 2.1 Velocidad media * 2.2 Celeridad o rapidez * 2.3 Celeridad o magnitud de la velocidad promedio * 2.4 Velocidad instantánea * 2.5 Celeridad instantánea * 2.6 Velocidad relativa * 2.7 Velocidad angular * 3 Velocidad en mecánica relativista * 4 Velocidad en mecánica cuántica * 5 Unidades de velocidad *5.1 Sistema Internacional de Unidades (SI) * 5.2 Sistema Cegesimal de Unidades * 5.3 Sistema Anglosajón de Unidades * 5.4 Navegación marítima y Navegación aérea * 5.5 Aeronáutica * 5.6 Unidades naturales * 6 Véase también * 7 Referencias * 7.1 Bibliografía * 8 Enlaces externos |
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[editar]Historia
Aristóteles estudió losfenómenos físicos sin llegar a conceptualizar una noción de velocidad. En efecto, sus explicaciones (que posteriormente se demostrarían incorrectas) solo describían los fenómenos en palabras, sin usar las matemáticas como herramienta.
Fue Galileo Galilei quien, estudiando el movimiento de los cuerpos en un plano inclinado, llegó a un concepto de velocidad. Lo que hizo fue dividirla distancia recorrida en unidades de tiempo. Esto es, fijó un patrón de una unidad de tiempo, como por ejemplo 1 segundo, y a partir de esto relacionó la distancia recorrida por un cuerpo en cada segundo. De esta manera, Galileo desarrolló el concepto de la velocidad como una variación de la distancia recorrida por unidad de tiempo.
A pesar del gran avance de la introducción de esta nueva noción, sus alcances serestringían a los alcances mismos de las matemáticas. Por ejemplo, era relativamente sencillo calcular la velocidad de un móvil que se desplaza a velocidad constante, puesto que en cada segundo recorre distancias iguales. A su vez, también lo era calcular la velocidad de un móvil en aceleración constante, como en un cuerpo en caída libre. Sin embargo, cuando la velocidad del objeto variaba, nohabía herramienta, en épocas de Galileo, que ayudase a determinar la velocidad instantánea de un objeto.
Fue recién en el siglo XVI cuando, con el desarrollo del cálculo por parte de Isaac Newton y Gottfried Leibniz, se pudo solucionar la cuestión de obtener la velocidad instantánea de un objeto. Ésta está determinada por la derivada de la posición del objeto respecto del tiempo.
Las aplicaciones dela velocidad, con el uso de Cálculo, es una herramienta fundamental en Física e Ingeniería, extendiéndose en prácticamente todo estudio donde haya una variación de la posición respecto del tiempo.
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[editar]Velocidad en mecánica clásica
[editar]Velocidad media
La 'velocidad media' o velocidad promedio es la velocidad en un intervalo de tiempodado. Se calcula dividiendo el desplazamiento (Δr) por el tiempo (Δt) empleado en efectuarlo:
(1)
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...