El concepto cotidiano de velocidad surge cuando apreciamos la rapidez o lentitud con que se mueve un cuerpo. De alguna manera relacionamos el desplazamiento realizado con el tiempo invertido en él. 

En este tema de introducción al movimiento para el nivel intermedio, vamos a estudiar dos magnitudes relacionadas con el concepto cotidiano de velocidad: la celeridad o rapidez y la velocidad. En este apartado abordamos el estudio de la velocidad de una forma sencilla que te permita entender con claridad este concepto en niveles más avanzados. Esto nos servirá para tener una primera aproximación de qué se entiende en Física por velocidad. Si necesitas información más precisa no dudes en consultar otros niveles más avanzados.

Concepto de Velocidad

El concepto de velocidad está asociado al cambio de posición de un cuerpo a lo largo del tiempo. Cuando necesitamos información sobre la dirección y el sentido del movimiento, así como su rapidez recurrimos a la velocidad.

La velocidad es una magnitud vectorial y, como tal, se representa mediante flechas que indican la dirección sentido del movimiento que sigue un cuerpo y cuya longitud representa el valor numérico o módulo de la misma. Depende de el desplazamiento, es decir, de los puntos inicial y final del movimiento, y no como la rapidez, que depende directamente de la trayectoria.

Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s), esto quiere decir que cuando por ejemplo afirmamos que la velocidad (módulo) de un cuerpo es de 5 metros por segundo (m/s), estamos indicando que cada segundo ese mismo cuerpo se desplaza 5 metros. 

La velocidad puede definirse como la cantidad de espacio recorrido por unidad de tiempo con la que un cuerpo se desplaza en una determinada dirección y sentido. Se trata de un vector cuyo módulo, su valor numérico, se puede calcular mediante la expresión:

v=rt

Donde:

  • v: Módulo de la velocidad del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s)
  • ∆r: Módulo del desplazamiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m)
  • ∆t: Tiempo empleado en realizar el movimientoSu unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el segundo (s)

En el caso de los coches de la figura anterior, por ejemplo, parten y llegan a la vez a la meta. Aunque la velocidad de los dos es la misma (concepto vectorial de la velocidad), A ha recorrido mayor espacio en el mismo tiempo y, por tanto, su celeridad es mayor que B.

Experimenta y Aprende
 
Concepto de velocidad

En la gráfica se muestra la trayectoria que sigue un cuerpo a lo largo del tiempo.

Arrastra con el ratón la posición inicial del cuerpo (en el instante de tiempo t1=0 y la final (en el instante t2) donde desees. A continuación selecciona el tiempo en que el objeto llegará a t2 y pulsa el botón Play.

Observa como se desplaza el cuerpo desde la posición inicial hasta la final y se obtiene el vector de desplazamiento (azul), los vectores posición en cada punto (rojo) y el vector velocidad (verde).
 
Comprueba que si dejas los puntos en el mismo sitio y reduces el tiempo, el cuerpo llegará antes y por tanto el módulo del vector velocidad es mayor y si lo aumentas será menor. Asimismo observa que el vector velocidad tiene la misma dirección y sentido que el vector desplazamiento.

Otro aspecto de la velocidad es que un cuerpo que varía la dirección de su movimiento no mantiene constante la velocidad, ya que esta tiene en cuenta la dirección del mismo. Esto sucede aunque el módulo de la velocidad no cambie. Estudiaremos con más profundidad este aspecto en niveles más avanzados.

Aclaraciones

En este tema de introducción al movimiento y en este nivel educativo:

  • Trabajamos con la velocidad en un intervalo de tiempo (entre dos instantes de tiempo), o velocidad media. Aunque existe la velocidad instantánea, la velocidad que tiene un cuerpo en un instante determinado de tiempo, su estudio lo abordaremos en niveles más avanzados.
  • El módulo de la velocidad media es igual a la celeridad media o rapidez media cuando la trayectoria es una línea recta y no se produce cambio de sentido. En estos casos, y aunque el módulo de un vector es siempre una cantidad positiva, solemos adoptar, para facilitar cálculos, el siguiente convenio de signos:
    • v>0: El móvil se mueve en el sentido positivo del eje
    •  v<0:El móvil se mueve en el sentido negativo del eje
  • Con lo dicho hasta ahora, en los ejercicios de este nivel es frecuente que te encuentres el término velocidad referido a la celeridad media.

Ficha de ejercicios resueltos

Aquí puedes poner a prueba lo que has aprendido en este apartado.

¿Alguien se merece una multa?

dificultad

Dos vehículos A y B pasan por delante de un radar de tráfico. Sabiendo que la velocidad máxima por esa carretera es de 120 km/h y que A circulaba a 45 m/s y B a 1100 cm/min. ¿Alguno recibirá una multa?

Ordena las velocidades

dificultad

Ordena de mayor a menor las siguientes velocidades:

a) 70 km/h
b) 3.2 · 103 cm/s
c) 12 m/s
d) 150 m/min

¿A qué velocidad va la pelota?

dificultad

Un jugador de golf se encuentra en línea recta a 4.5 metros de un hoyo. Calcular:

a) La velocidad a la que debe golpear la pelota para que llegue al hoyo en 9 segundos.
b) El tiempo que tarda en llegar la pelota al hoyo si la golpea con una velocidad de 2 m/s. 

Ficha de fórmulas

Aquí tienes un completo formulario del apartado Velocidad. Entendiendo cada fórmula serás capaz de resolver cualquier problema que se te plantee en este nivel.

Pulsa sobre el icono   para exportarlas a cualquier programa externo compatible.

Módulo Velocidad

v=rt

Ficha de apartados relacionados

Este mismo apartado se encuentra desarrollado en otros niveles educativos. Si sus contenidos no se ajustan al nivel que buscas, prueba a visitar: