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Velocidad

abril 7, 2020
profesor-de-fisica - fsica conceptual de paul hewitt pdf
  1. Calcular una velocidad media
  2. Calcular la distancia recorrida
  3. Calcular la duración de un movimiento.
  4. Velocidad media e instantánea
  5. Velocidad y repositorio
  6. Conversión
  7. Velocidad y velocidad
  8. Otros métodos para calcular una velocidad

Calcular una velocidad media

La velocidad es una cantidad asociada con el movimiento de cualquier sistema, indica qué tan rápido varía su posición espacial.

Se anota v o V ​​con posiblemente el nombre del sistema o una letra que lo representa anotada en subíndice o entre paréntesis. Si un sistema se mueve una distancia «d» durante un período de tiempo Δt entonces la velocidad promedio para este desplazamiento corresponde a la relación de la distancia por la velocidad que se puede traducir mediante la siguiente fórmula:

v = d / Δt

Es posible utilizar cualquier combinación de unidad de distancia y tiempo, pero las más frecuentes son:

  • una distancia en metros (m), una duración en segundos (s) y una velocidad en metros por segundo (m / so m.s -1 )
  • distancia en kilómetros (km), duración en horas (h) y velocidad en kilómetros por hora (km / ho km.h -1 )

Ejemplo

Si una mosca se mueve 10 metros en 2 segundos, entonces: d = 10 m Δt = 2 s v = d / Δt v = 10/2 v = 5 m / s Por lo tanto, nuestra mosca tiene una velocidad promedio de 5 m / s.

Calcular la distancia recorrida

Si se conoce la velocidad promedio de un sistema y la duración de su movimiento, entonces la relación que expresa la velocidad se puede modificar para calcular la distancia recorrida:

d = v.Δt

Al usar esta fórmula, se debe tener cuidado al usar unidades que sean consistentes entre sí. Por ejemplo, si la velocidad es en kilómetros por segundo, la duración debe expresarse en segundos y el resultado será una distancia expresada en metros.

Ejemplo

Si un automóvil conduce a una velocidad promedio de 60 km / h durante 30 minutos, entonces v = 60 km / h Δt = 30 que se expresará en horas para que sea coherente con la unidad de velocidad. Δt = 0.5 h d = v.Δt d = 60.0.5 d = 30 m El automóvil cubre una distancia de 30 m.

Calcular la duración de un movimiento.

También es posible expresar la duración de un viaje en función de la velocidad promedio y la distancia recorrida. La duración corresponde a la relación de distancia por velocidad que puede expresarse mediante la fórmula:

Δt = d / v

También en este caso, es necesario asegurar la consistencia de las unidades. Si, por ejemplo, la velocidad es m por hora, la distancia debe estar en metros y la duración calculada será en horas.

Ejemplo

Un caminante camina a una velocidad promedio de 5 km / h en un sendero de 20 km, por lo que: v = 5 km d = 20 km Δt = d / v Δt = 20/5 Δt = 4 h Por lo tanto, la caminata dura 4 horas.

Velocidad media e instantánea

La velocidad promedio es un promedio de las velocidades tomadas en cada instante por el sistema durante su movimiento.

Se dice que estas velocidades son instantáneas y pueden fluctuar durante el movimiento, pueden durante ciertas fases del movimiento tomar valores mucho más altos o más bajos. Sin embargo, se puede deducir que si un sistema tiene una velocidad promedio v durante un movimiento, entonces su velocidad instantánea al mínimo alcanza o incluso excede este valor v. Además, en el caso particular de un movimiento uniforme, la velocidad instantánea permanece constante y tiene el mismo valor que la velocidad promedio. Por lo tanto, es posible calcularlo con la relación v = d /Δt.

Velocidad y repositorio

La velocidad de un sistema depende del punto de referencia elegido. Al cambiar el marco de referencia, el valor de la velocidad puede:

  • aumentar
  • disminuir
  • cancelar

Ejemplos

  • un automóvil conduce con una velocidad de 50 km / h en el marco de referencia del suelo y su conductor tiene la misma velocidad, pero en el marco de referencia del automóvil el conductor está parado y, por lo tanto, tiene una velocidad cero.
  • un arquero monta un caballo que se mueve a una velocidad de 18 km / h (que es equivalente a 5 m / s) en el marco de referencia terrestre, dispara hacia adelante, luego hacia la llegada de las flechas, todas con una velocidad de 20 m / s en el repositorio del caballo. En el marco de referencia terrestre, las flechas dibujadas hacia delante tienen una velocidad de 25 m / s, mientras que las dibujadas hacia atrás tienen una velocidad de 15 m / s.

Conversión

La velocidad es una cantidad compuesta (relación de dos cantidades elementales que son una distancia y un tiempo), por lo que no es posible convertirla simplemente usando una tabla de conversión o usando el prefijo de equivalencia – potencias de diez.

Para convertirlo, debe considerarse como la relación de una distancia por una duración. Las unidades de velocidad más utilizadas son el metro por segundo y el kilómetro por hora, la mayoría de las conversiones de velocidad se realizarán de una a la otra de estas unidades.

Convertir la velocidad a kilómetro por hora en metros por segundo

Podemos, por ejemplo, convertir a una velocidad v = 72 km / h. Se puede considerar como la relación de una distancia de = 72 km por una duración Δt = 1 h. Convertimos cada una de estas cantidades: d = 72,103 m Δt = 3600 s (60 min. 60 s = 3600 s)

Recalculamos la velocidad: v = (72.103) / 3600 v = 20 m / s La conversión de km / ha m / s se puede hacer dividiendo entre 3.6

Conversión de velocidad a metros por segundo en kilómetros por hora

Esta conversión sigue el mismo principio.

Podemos demostrar que esta conversión se realiza multiplicando el valor de la velocidad por un factor de 3.6

Velocidad y velocidad

En el caso de ondas donde generalmente no hay desplazamiento de la materia, usamos el término velocidad para designar la velocidad de propagación.

Otros métodos para calcular una velocidad

  • En la terminal S, mostramos que un equilibrio de fuerzas permite determinar la aceleración de un sistema, lo que permite deducir la velocidad.
  • La expresión de la energía cinética (vista en la universidad) implica velocidad (Ec =½.m.c2) Por lo tanto, es posible encontrar la velocidad de un sistema a partir de su energía cinética.
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