La rapidez es la distancia recorrida entre el tiempo, y solo dice lo rápido que va algo.
La velocidad es un vector que añade la dirección, así que 100 km/h es rapidez y 100 km/h al norte es velocidad.
En un gráfico rapidez-tiempo el área bajo la curva es la distancia, y una línea horizontal es movimiento uniforme.
Cambia el tiempo y se ve cómo la rapidez del coche se relaciona con el área del gráfico v-t.
¿Qué es la rapidez?
Si solo anotas lo rápido que va algo y dejas fuera la dirección, dos movimientos igual de rápidos en sentidos opuestos se agrupan como si fueran el mismo. El tamaño sin dirección que sale de dividir la longitud del camino entre el tiempo empleado es la rapidez; ese tamaño con una dirección pegada es el vector velocidad. En una gráfica rapidez-tiempo el área bajo la línea iguala la longitud del camino, y una línea horizontal plana significa que la rapidez se mantiene constante. Leer una frase sin dirección como rapidez, y una con dirección como velocidad, evita mezclar la rapidez que queda tras un viaje de ida y vuelta con el desplazamiento.
🚗 Intuición — qué coche es más rápido
①El coche que recorre más distancia en el mismo tiempo es más rápido
②"Cuán rápido va" se cuantifica con la rapidez
③Rapidez = distancia / tiempo
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Cálculo de la rapidez a partir de distancia y tiempo
En la carretera hay marcas cada 50 m desde 0 m hasta 300 m, y el coche se coloca en una marca hacia adelante en proporción al tiempo elegido, de 0 s a 10 s. Arriba están el tiempo, la distancia y la rapidez en m/s; cuando el tiempo es mayor que 0, una línea azul desde la marca de salida hasta el coche muestra la distancia. La gráfica rapidez-tiempo dibujada con el mismo tiempo tiene el eje de rapidez de 0 a 40 y una línea horizontal verde fija en 30 m/s. Hasta el instante actual la zona bajo esa línea está pintada, en el centro está la frase área = distancia, y una línea a trazos y un punto marcan ese instante. Al cambiar el tiempo se actualizan a la vez el sitio del coche y el ancho del rectángulo pintado.
5s
Leer un gráfico v-t
Rapidez y velocidad se usan fácil como si fueran una sola palabra, pero la rapidez es un escalar solo con tamaño y la velocidad es un vector que lleva dirección. Salir y volver al mismo sitio puede dejar un camino largo mientras el desplazamiento queda cerca de 0, y entonces la velocidad media puede ser pequeña. La rapidez media divide la longitud del camino entre el tiempo; la velocidad media divide el desplazamiento entre el tiempo. Si no preguntas primero si una gráfica o una frase tiene dirección, un viaje de ida y vuelta con desplazamiento 0 se escribe como si la rapidez también fuera 0.
③100 km/h es rapidez; 100 km/h al norte es velocidad
Resumen
Fórmula
v = dt
unidades: m/s o km/h
Conversión
1 m/s = 3,6 km/h
multiplica por 3,6
🎯 Puntos clave
①Rapidez = distancia / tiempo (m/s)
②Área en v-t = distancia
③Rapidez es escalar, velocidad es vector
④MRU: línea horizontal en v-t
⑤km/h → m/s: divide entre 3,6
Ejemplos y evaluación de unidad
Ejemplo 1
Un coche recorre 100 m en 20 segundos a velocidad constante. ¿Cuál es su rapidez en m/s?
1
Rapidez = distancia recorrida ÷ tiempo empleado.
2
Rapidez = 100 m ÷ 20 s = 5 m/s.
▸ 5 m/s (100 ÷ 20 = 5)
Cuanto más lejos llega algo en el mismo tiempo, mayor es su rapidez.
Ejemplo 2
¿A cuántos m/s equivale una rapidez de 72 km/h? ¿Este valor es rapidez o velocidad, y qué hay que añadir para que sea velocidad?
1
Como 1 m/s = 3,6 km/h, para pasar de km/h a m/s se divide entre 3,6: 72 ÷ 3,6 = 20 m/s.
2
Un valor como 72 km/h con solo magnitud es rapidez (escalar); al añadir una dirección, como "20 m/s hacia el norte", se vuelve velocidad (vector).
▸ 20 m/s (72 ÷ 3,6) / sin dirección es rapidez, con dirección es velocidad
La rapidez da solo la magnitud, mientras que la velocidad da magnitud y dirección juntas.
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).