Velocidad constante: definición, ecuación y ejemplos

¿Qué es la velocidad constante?

La velocidad nos brinda información sobre la tasa de cambio de su posición, es decir, qué tan rápido cambia su posición por unidad de tiempo. En física, la velocidad se define como el desplazamiento dividido por el tiempo, donde el desplazamiento se define como la diferencia entre sus posiciones final e inicial. Además, cuando un objeto viaja la misma distancia cada segundo, se dice que el objeto se mueve con velocidad constante . Esto significa que la magnitud de la velocidad (o rapidez) y la dirección de la velocidad permanecen constantes.

Propiedades

La velocidad constante tiene unidades de distancia por tiempo. La velocidad le brinda información sobre la tasa de cambio de su posición o qué tan rápido cambia su distancia por unidad de tiempo. La siguiente tabla enumera las unidades comunes de velocidad.

La velocidad constante es un vector. Un vector es una cantidad que requiere tanto una magnitud como una dirección para describir completamente la cantidad. Para la velocidad, la magnitud se refiere a la rapidez con que se mueve el objeto (consulte las unidades enumeradas en la tabla anterior). Para la dirección, puede utilizar cualquiera de las direcciones geográficas (norte, sur, este u oeste) y un signo positivo o negativo (para representar hacia arriba o hacia la derecha y hacia abajo o hacia la izquierda, respectivamente). También se puede usar un ángulo para dar la dirección de la velocidad.

La velocidad también se puede representar en un diagrama como una flecha como la que se ilustra en la figura siguiente. La magnitud del vector es la longitud de la flecha, y la dirección del vector es hacia donde apunta la flecha (que es 47 grados al norte del este en esta figura).

Vector de velocidad

La velocidad se define como el desplazamiento en el tiempo. El desplazamiento se refiere a la diferencia entre sus posiciones final e inicial. El tiempo se refiere a cuánto tiempo se tardó en pasar de su posición inicial a su posición final. A continuación se muestra la ecuación para la velocidad.

Ejemplos

En su laboratorio de física, se le pide que tome un metro y ponga una marca en el piso de un pasillo largo en intervalos de un metro para un total de 8 metros. Ocho de sus compañeros de clase se paran en cada una de las marcas en el piso sosteniendo cronómetros digitales. Se le indica a su grupo que inicie sus relojes cuando suelte un automóvil a batería y que detenga sus relojes tan pronto como el automóvil pase sus respectivas marcas. La información se coloca en una tabla y se grafica.

Gráfico de posición frente a tiempo de los datos recopilados

La tabla de datos y el gráfico de posición versus tiempo anterior muestran que el carro de juguete se movía con velocidad constante. El coche recorrió cada metro de distancia en la misma cantidad de tiempo (0,65 segundos). La velocidad se puede calcular utilizando la ecuación que se muestra arriba, donde el desplazamiento es de 8 metros durante un período de 5,20 segundos. Por lo tanto, la velocidad es de 8 metros / 5,20 segundos, que es de 1,54 metros / segundo. Esta tabla de datos y el gráfico a continuación muestran que la velocidad del auto de juguete fue constante. La columna de velocidad se calculó dividiendo la distancia por el tiempo.

Gráfico de velocidad versus tiempo (velocidad constante)

Otro ejemplo de velocidad constante puede ilustrarse con la función de control de crucero de su automóvil. Conduce a 75 mph en una carretera recta y plana cuando decide utilizar la función de control de crucero. Lo que hace el control de crucero es mantener su velocidad constante hasta que decida acelerar (pisando el acelerador) o reducir la velocidad (pisando los frenos). Cuando el control de crucero estaba activado, viajaba con una velocidad constante.

Resumen de la lección

La velocidad es una cantidad vectorial, por lo que tiene una magnitud y una dirección. Para que la velocidad sea constante, la magnitud de la velocidad (o rapidez) y la dirección de la velocidad no deben cambiar. Por lo tanto, un objeto que viaja con velocidad constante cubre la misma distancia durante cada intervalo de tiempo y se mueve en la misma dirección durante el mismo intervalo de tiempo.