Celeridad

La rapidez o celeridad es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrerla. 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 representa justamente el módulo de la velocidad.

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 del arco, en la figura).

Definición de velocidad y de celeridad:

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

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

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.

Unidades de la 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

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 Taipei: 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

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)