La velocidad
Un ciclista en la Rambla de Montevideo, un avión que sale de Carrasco, el sonido de un trueno en una tarde de tormenta en Canelones: todos se mueven, pero a ritmos muy distintos. Para comparar cuán rápido va cada uno necesitás una magnitud que relacione la distancia recorrida con el tiempo empleado. Esa magnitud es la velocidad.
Qué es la velocidad
Valentina recorre 100 m en 20 s y Mateo recorre 150 m en 35 s. Aunque Mateo llegó más lejos, ¿quién se movió con mayor rapidez?
Para saberlo no basta con ver la distancia ni el tiempo por separado: hay que ver cuánta distancia se recorre en cada unidad de tiempo.
La velocidad es una magnitud vectorial: además de su módulo (cuánto vale, por ejemplo $5\ \text{m/s}$) tiene dirección y sentido, y se aplica en el punto donde está el cuerpo. Para describirla tratamos al ómnibus, al ciclista o a la pelota como un cuerpo puntual: un punto que se desplaza. En esta página trabajamos con movimientos en línea recta y hacia un solo lado, así que alcanza con el módulo, y los números son los mismos que los de la rapidez. El sentido depende del sistema de referencia que elijas (MODMOV-SISREF) y el signo de la velocidad lo retomamos en CINE-MRU. Los vectores los repasás en MODMOV-VECMAG.
Si conocés la velocidad, también podés despejar la distancia o el tiempo:
$$d = v \cdot t \qquad\qquad t = \frac{d}{v}$$¿Por qué? Si avanzás $5\ \text{m}$ cada segundo, en $20\ \text{s}$ avanzas $5 \times 20 = 100\ \text{m}$. Y para saber cuántos segundos necesitás, mirás cuántas veces cabe esa velocidad en la distancia.
Un ciclista recorre $100\ \text{m}$ en $20\ \text{s}$. ¿Con qué velocidad ha circulado? Expresá el resultado en $\text{m/s}$.
Un ciclista recorre $100\ \text{m}$ en $20\ \text{s}$. ¿Con qué velocidad ha circulado? Expresá el resultado en $\text{m/s}$.
Indicá cuáles de las siguientes expresiones son unidades de velocidad y cuáles no, y explicá por qué: a) $\text{m/s}$ b) $\text{kg/m}^3$ c) $\text{km/h}$ d)…
Indicá cuáles de las siguientes expresiones son unidades de velocidad y cuáles no, y explicá por qué:
- a) $\text{m/s}$
- b) $\text{kg/m}^3$
- c) $\text{km/h}$
- d) $\text{m/s}^2$
Un velociraptor corre a $10\ \text{m/s}$. ¿Qué distancia recorre en $45\ \text{s}$ si mantiene esa velocidad?
Un velociraptor corre a $10\ \text{m/s}$. ¿Qué distancia recorre en $45\ \text{s}$ si mantiene esa velocidad?
¿Cuánto tiempo tarda un camión en recorrer $200\ \text{km}$ si circula a una velocidad constante de $80\ \text{km/h}$? Expresá el resultado en horas y en horas y minutos.
¿Cuánto tiempo tarda un camión en recorrer $200\ \text{km}$ si circula a una velocidad constante de $80\ \text{km/h}$? Expresá el resultado en horas y en horas y minutos.
Cambiar de unidades: m/s y km/h
En los carteles de las rutas ves km/h; en la pista de atletismo, m/s. Para comparar, hay que usar la misma unidad.
¿Por qué 3,6? Un kilómetro son $1000\ \text{m}$ y una hora son $3600\ \text{s}$; al dividir $3600 \div 1000$ sale $3{,}6$.
Un auto circula a $90\ \text{km/h}$. Expresá su velocidad en $\text{m/s}$.
Un auto circula a $90\ \text{km/h}$. Expresá su velocidad en $\text{m/s}$.
Un atleta corre a $15\ \text{m/s}$. Expresá su velocidad en $\text{km/h}$.
Un atleta corre a $15\ \text{m/s}$. Expresá su velocidad en $\text{km/h}$.
¿Cuántos metros recorre en un minuto un monopatín eléctrico que va a $18\ \text{km/h}$?
¿Cuántos metros recorre en un minuto un monopatín eléctrico que va a $18\ \text{km/h}$?
Ordená de mayor a menor las siguientes velocidades, expresándolas antes todas en $\text{km/h}$: a) $25\ \text{m/s}$ b) $100\ \text{km/h}$ c) $1\ \text{km/min}$
Ordená de mayor a menor las siguientes velocidades, expresándolas antes todas en $\text{km/h}$:
- a) $25\ \text{m/s}$
- b) $100\ \text{km/h}$
- c) $1\ \text{km/min}$
Velocidad media en recorridos con varios tramos
Un camión recorre 10 km por la ruta 1 a 100 km/h y tarda 6 minutos. Luego otros 10 km en un embotellamiento a 25 km/h y tarda 24 minutos. Los dos tramos miden lo mismo; ¿por qué la velocidad media de todo el viaje no es la mitad entre 100 y 25?
Un ciclista recorre $30\ \text{km}$ en la primera hora de ruta y otros $30\ \text{km}$ en la media hora siguiente. Calculá su velocidad media en todo el recorrido, en…
Un ciclista recorre $30\ \text{km}$ en la primera hora de ruta y otros $30\ \text{km}$ en la media hora siguiente. Calculá su velocidad media en todo el recorrido, en $\text{km/h}$.
Un ómnibus interurbano recorre $180\ \text{km}$ en $2\ \text{h}\ 15\ \text{min}$. ¿Cuál fue su velocidad media en $\text{km/h}$?
Un ómnibus interurbano recorre $180\ \text{km}$ en $2\ \text{h}\ 15\ \text{min}$. ¿Cuál fue su velocidad media en $\text{km/h}$?
Un auto recorre $100\ \text{km}$ a $100\ \text{km/h}$ y otros $100\ \text{km}$ a $50\ \text{km/h}$, como se muestra en la figura. a) Calculá el tiempo que tarda en cada…
Un auto recorre $100\ \text{km}$ a $100\ \text{km/h}$ y otros $100\ \text{km}$ a $50\ \text{km/h}$, como se muestra en la figura.
- a) Calculá el tiempo que tarda en cada tramo.
- b) Calculá la velocidad media de todo el viaje.
- c) Explicá por qué la velocidad media no es $75\ \text{km/h}$, la media de las dos velocidades.
Una familia hace un viaje de $300\ \text{km}$ en auto. Quieren tardar $4\ \text{h}$ en total. Después de $2\ \text{h}$ de viaje han recorrido $150\ \text{km}$. a) ¿Qué…
Una familia hace un viaje de $300\ \text{km}$ en auto. Quieren tardar $4\ \text{h}$ en total. Después de $2\ \text{h}$ de viaje han recorrido $150\ \text{km}$.
- a) ¿Qué velocidad media llevan hasta ahora?
- b) ¿Qué velocidad media deben mantener en el tramo que queda para llegar a tiempo?
Acercarse, cruzarse y el sonido del trueno
¿Por qué? Si uno avanza $20\ \text{km}$ en una hora y el otro $10\ \text{km}$ hacia él, entre los dos "se comen" $30\ \text{km}$ de distancia en esa hora.
El sonido también viaja a una velocidad conocida, unos $340\ \text{m/s}$ en el aire. La luz del rayo llega casi al instante, así que el retraso del trueno te permite calcular a qué distancia cayó.
El sonido viaja por el aire a unos $340\ \text{m/s}$. Ves caer un rayo y oís el trueno $5\ \text{s}$ después, como se muestra en la figura. ¿A qué distancia de vos cayó…
El sonido viaja por el aire a unos $340\ \text{m/s}$. Ves caer un rayo y oís el trueno $5\ \text{s}$ después, como se muestra en la figura.
¿A qué distancia de vos cayó el rayo?
Durante una tormenta escuchás el trueno $3\ \text{s}$ después de ver el relámpago. El sonido viaja por el aire a $340\ \text{m/s}$. a) ¿A qué distancia de vos se produjo…
Durante una tormenta escuchás el trueno $3\ \text{s}$ después de ver el relámpago. El sonido viaja por el aire a $340\ \text{m/s}$.
- a) ¿A qué distancia de vos se produjo el rayo?
- b) Si en la descarga siguiente el trueno tarda $10\ \text{s}$, ¿se acerca o se aleja la tormenta? Justificalo con el cálculo.
Dos pueblos distan $30\ \text{km}$. Un ciclista sale del primero a $20\ \text{km/h}$ y, al mismo tiempo, otro sale del segundo a $10\ \text{km/h}$, cada uno hacia el…
Dos pueblos distan $30\ \text{km}$. Un ciclista sale del primero a $20\ \text{km/h}$ y, al mismo tiempo, otro sale del segundo a $10\ \text{km/h}$, cada uno hacia el pueblo del otro, como se muestra en la figura.
- a) ¿Cuántos kilómetros se acercan entre sí cada hora?
- b) ¿Cuánto tardan en cruzarse?
- c) ¿A qué distancia del primer pueblo se cruzan?
Volvé al principio: el ciclista de la Rambla va a unos $5\ \text{m/s}$ ($18\ \text{km/h}$), un avión comercial a unos $250\ \text{m/s}$ ($900\ \text{km/h}$) y el sonido del trueno a $340\ \text{m/s}$ ($1.224\ \text{km/h}$), el más rápido de los tres.