La rapidez es la distancia recorrida dividida entre el tiempo empleado, y solo dice lo deprisa que se mueve algo.
La velocidad es esa rapidez con una dirección añadida, así que 100 km/h es una rapidez y 100 km/h hacia el norte es una velocidad.
En una gráfica rapidez-tiempo, el área bajo la línea es la distancia recorrida, y una línea horizontal significa que la rapidez no cambia: movimiento uniforme.
El coche del dibujo de abajo va a 30 m por segundo, así que al cambiar el tiempo crecen a la vez la distancia que ha recorrido y el área sombreada de la gráfica.
¿Qué es la rapidez?
Si solo se anota lo deprisa que va algo y se olvida la dirección, no se pueden distinguir dos movimientos igual de rápidos en sentidos opuestos. Por eso se usan dos magnitudes: la rapidez, que mide solo el tamaño, y la velocidad, que incluye la dirección. La rapidez es la distancia recorrida dividida entre el tiempo; la velocidad es ese tamaño con una dirección añadida, un vector. El velocímetro de un coche marca la rapidez, sin dirección, mientras que un parte meteorológico que anuncia "viento del noroeste a 5 m por segundo" da una velocidad.
🚗 Más lejos en el mismo tiempo es más rápido
①De dos cosas que se mueven el mismo tiempo, la que llega más lejos es más rápida
②De dos que recorren la misma distancia, la que tarda menos también es más rápida
③Para comparar los dos casos con un solo número se calcula la distancia recorrida en un tiempo fijo, como un segundo o una hora: eso es la rapidez
④rapidez = distancia recorrida ÷ tiempo empleado
seegongsik.com
Coche que avanza a 30 m por segundo junto a las marcas de una carretera, con la distancia recorrida y la rapidez a medida que pasa el tiempo
La carretera del dibujo de arriba tiene marcas cada 50 m, de 0 m a 300 m, y el coche avanza de izquierda a derecha a 30 m por segundo. Cada segundo de más lo lleva algo menos de una marca (50 m), y a los 10 segundos llega a la marca de 300 m. La flecha azul es la distancia desde la salida hasta el coche; arriba a la izquierda están el tiempo y la distancia, y arriba a la derecha la rapidez, la distancia dividida entre el tiempo. La rapidez sigue en 30 m/s sea cual sea el tiempo, porque el coche lleva un movimiento uniforme.
5 s
Leer una gráfica rapidez-tiempo
Es fácil usar rapidez y velocidad como si fueran lo mismo, pero en un viaje de ida y vuelta se separan. Si vas a una tienda a 1 km de casa y vuelves en 20 minutos, has recorrido 2 km, una rapidez media de 6 km/h. Pero acabas donde empezaste, así que el cambio de posición (desplazamiento) es cero, y la velocidad media, desplazamiento entre tiempo, también es cero. Una velocidad media de cero no significa que estuvieras quieto; recordarlo ayuda a no mezclar las dos ideas.
📊 El área es la distancia
①En una gráfica rapidez-tiempo, una línea horizontal indica movimiento uniforme, con rapidez constante
②El área bajo la línea es rapidez × tiempo, así que es igual a la distancia recorrida
③La línea de esta gráfica está en 30 m/s, de modo que el rectángulo sombreado hasta 5 s tiene un área de 30 × 5 = 150 m
④En el dibujo de arriba, a los mismos 5 s, el coche está en la marca de 150 m
seegongsik.com
Gráfica rapidez-tiempo de un movimiento a 30 m/s constantes, con el área sombreada hasta el tiempo elegido igual a la distancia recorrida
Rapidez y velocidad
🧭 Con dirección o sin ella
①La rapidez solo tiene tamaño (es un escalar) y dice lo deprisa que se va
②La velocidad tiene tamaño y dirección (es un vector) y dice lo deprisa y hacia dónde
③100 km/h es una rapidez; 100 km/h hacia el norte es una velocidad
④Algo que gira en círculo con rapidez constante cambia de dirección todo el tiempo, así que su velocidad no deja de cambiar
Resumen
Fórmula de la rapidez
v = dt
Unidades: m/s o km/h
Cambio de unidades
1 m/s = 3,6 km/h
Una hora son 3600 s y un kilómetro son 1000 m, así que multiplicando m/s por 3,6 se obtienen km/h
🎯 Lo que suele preguntarse
①rapidez = distancia recorrida ÷ tiempo empleado, en m/s o km/h
②En una gráfica rapidez-tiempo, el área bajo la línea es la distancia recorrida
③La rapidez es un escalar con solo tamaño; la velocidad es un vector con tamaño y dirección
④El movimiento uniforme aparece en la gráfica rapidez-tiempo como una línea horizontal
⑤Para pasar de km/h a m/s se divide entre 3,6; para pasar de m/s a km/h se multiplica por 3,6
Ejemplos y evaluación de la unidad
Ejemplo 1
Un coche que va a rapidez constante tarda 20 s en recorrer 100 m. ¿Cuál es su rapidez en m/s?
1
La rapidez se obtiene dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo empleado.
2
100 m ÷ 20 s = 5 m/s.
▸ 5 m/s
Recorre 5 m cada segundo. El coche del dibujo de arriba (30 m/s) va seis veces más rápido.
Ejemplo 2
¿Cuántos m/s son 72 km/h? ¿Es este valor una rapidez o una velocidad, y qué hay que añadir para que sea una velocidad?
1
1 m/s = 3,6 km/h, así que para pasar de km/h a m/s se divide entre 3,6. 72 ÷ 3,6 = 20, es decir, 20 m/s.
2
Un valor que solo tiene tamaño, como 72 km/h, es una rapidez; si se le añade una dirección, por ejemplo "20 m/s hacia el norte", pasa a ser una velocidad.
▸ 20 m/s; sin dirección es una rapidez, y al añadirle una dirección se convierte en velocidad
Un límite de 100 km/h en autopista equivale a unos 28 m/s, más o menos 28 m cada segundo.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre la rapidez y la velocidad es correcta?
①Rapidez = tiempo empleado ÷ distancia recorrida
②En una gráfica rapidez-tiempo, el área bajo la gráfica representa la distancia recorrida
③La velocidad tiene solo magnitud y ninguna dirección
④1 m/s es más rápido que 3,6 km/h
⑤El movimiento uniforme es una línea inclinada en una gráfica rapidez-tiempo
▸ ② En una gráfica rapidez-tiempo, el área bajo la gráfica representa la distancia recorrida
1
Rapidez = distancia ÷ tiempo (① falso), y la velocidad es un vector con magnitud y dirección (③ falso).
2
1 m/s = 3,6 km/h es la misma rapidez (④ falso) y el movimiento uniforme es una línea horizontal en una gráfica v-t (⑤ falso); el área bajo una gráfica v-t es la distancia recorrida (② correcto).