Rapidez

La rapidez o celeridad promedio es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en completarla. Su magnitud se designa como v. La celeridad es una magnitud escalar con dimensiones de [L]/[T]. La rapidez se mide en las mismas unidades que la velocidad, pero no tiene el carácter vectorial de ésta. La celeridad instantánea representa justamente el módulo de la velocidad instantánea. La diferencia entre velocidad y rapidez es que la velocidad tiene un carácter vectorial y la rapidez es una magnitud de carácter escalar.

Aunque los términos de celeridad o rapidez son apropiados cuando deseamos referirnos inequívocamente al módulo de la velocidad, es correcto y de uso corriente (no sólo en el uso popular, sino también en el científico y técnico) utilizar los términos "velocidad", "celeridad" y "rapidez" como sinónimos. Esto es así para la totalidad de las magnitudes vectoriales (aceleración, fuerza, momento, cantidad de movimiento, etc.) a cuyos módulos no se les asigna nombres especiales.

Ejemplo

Si un móvil recorre una distancia de 20 cm en 4 s, su rapidez es:

$r = \frac {20\ \text{cm}}{4\ \text{s}}= {5\ \text{cm/s}}$

Celeridad y velocidad

Definición de los vectores velocidad media e instantánea.

Definición de celeridad media:

$v= \frac {\Delta s}{\Delta t}$

donde Δs es la distancia recorrida (longitud de arco, en la figura).

Definición de velocidad instantánea y de celeridad instantánea:

$\mathbf{v} = \frac{\text{d}\mathbf{r}} {\text{d}t}$

$v = \vert \mathbf{v} \vert = \frac {\text{d} s} {\text{d}t}$

donde dr es el vector desplazamiento y ds es la distancia medida sobre la trayectoria, asociada al desplazamiento.

Podemos expresar el vector velocidad en la forma

$\mathbf{v} = v \mathbf{e_{\text{t}}}$

donde e_t es el vector unitario en la dirección de la velocidad, tangente a la trayectoria, por lo que recibe el nombre de versor tangente.

Los velocímetros de que disponen los vehículos miden el módulo de la velocidad instantánea, esto es, la celeridad.

Un objeto en movimiento recorre una cierta distancia en un tiempo determinado. Un auto, por ejemplo, recorre un cierto número de kilómetros en una hora. La rapidez es una medida de que tán aprisa se mueve un objeto . Es la razón de cambio a la que se recorre la distancia. Recuerda que la expresión razón de cambio indica que estamos dividiendo alguna cantidad entre el tiempo. La rapidez se mide siempre en términos de una unidad de distancia divida entre una unidad de tiempo. La rapidez se define como la distancia recorrida por unidad de tiempo. Aqui la palabra "por" significa "dividido entre y La rapidez describe qué tan aprisa se desplaza un objeto.

Unidades de rapidez

Las unidades de celeridad:

• Metros por segundo: (símbolo, m/s, ms^-1) medida del SI
• Centímetros por segundo: (símbolo, cm/s, cm s^-1)
• Kilómetros por hora: (símbolo, km/h)
• Millas por hora: (abreviatura, m.p.h.)
• Milla náutica por hora (knot): (símbolo kt)
• Mach: 1 mach es la velocidad del sonido, n-machs es n veces la velocidad del sonido.

1 mach ≈ 340  m/s ≈ 1224 km/h

• Velocidad de la luz en el vacío: (símbolo c) es una unidad natural

c = 299 792 458 m/s

Rapidez media

La rapidez media o rapidez promedio es el término que se suele usar para referirnos a la celeridad media. La rapidez en sí, es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo. La rapidez media de un cuerpo es la relación entre la distancia que recorre y el tiempo que tarda en recorrerla. Si la rapidez media de un coche es 80 km/h, esto quiere decir que el coche recorre una distancia de 80 km en cada hora.

La rapidez media o promedio de una partícula es una cantidad escalar, y se calcula dividiendo la distancia total recorrida entre el intervalo total necesario para recorrer esa distancia.No confundir con velocidad promedio:

La velocidad media o promedio se calcula de la siguiente manera:

v = (x2 - x1) / (t2 - t1)

donde: x2 = posición final hjmiguel luna camiloo

x1 = posición inicial t2 = tiempo final t1 = tiempo inicial.

Si partes de tiempo cero y posición cero la ecuación de arriba se reduce a:

v = d / t.

Conversiones

1 m/s = 3,6 km/h

1 mph = 1,609 km/h

1 knot = 1,852 km/h = 0,514 m/s

Curiosidades

• La rapidez de un caracol común es 0,001 m/s; 0,0036 km/h; 0,0023 mph.
• Una caminata rápida: 1,667 m/s; 6 km/h; 3,75 mph.
• Velocistas olímpicos (100 metros lisos): 10 m/s; 36 km/h; 22,5 mph.
• Rapidez límite en una autopista de Francia es 36,111 m/s; 130 km/h; 80 mph.
• Rapidez de crucero de un Boeing 747-8 = 290,947 m/s; 1047,41 km/h; 650,83 mph; (oficialmente 0,85 Machs)
• Récord oficial de rapidez en el aire es 980,278 m/s; 3529 km/h; 2188 mph.
• Reentrada de un trasbordador espacial es 7777,778 m/s; 28 000 km/h; 17 500 mph.
• Velocidad del sonido: en el aire = 340 m/s; en agua = 1500 m/s
• Elevador del observatorio de Taipéi: 16,667 m/s; 60,6 km/h; 37,6 mph

Véase también

• Velocidad
• Cinemática
• Velocímetro
• Velocidad del sonido
• Velocidad de la luz
• Unidades derivadas del SI
• Aceleración
• Movimiento

Bibliografía

• Ortega, Manuel R. (1989-2006). Lecciones de Física (4 volúmenes). Monytex. ISBN 84-404-4290-4, ISBN 84-398-9218-7, ISBN 84-398-9219-5, ISBN 84-604-4445-7. 
• Resnick,R. and Halliday, D. (1996). Physics. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-83202-2. 
• Tipler, Paul A. (2000). Física para la ciencia y la tecnología (2 volúmenes). Barcelona: Ed. Reverté. ISBN 84-291-4382-3. 

Enlaces externos

• Rapidez vs. Velocidad, en profisica.cl
• Bureau International des Poids et Mesures - The International System of Mesures
• National Institute of Standards & Technology - Guide for the Use of the International System of Units (SI)