Velocidad en Física
En cinemática, la velocidad de un objeto es la magnitud de su velocidad (la velocidad de cambio de su posición), por lo que es un escalar de cantidad. La velocidad media de un objeto en un intervalo de tiempo es la distancia recorrida por el objeto dividido por la duración del intervalo, la velocidad instantánea es el límite de la velocidad media en la duración del intervalo de tiempo se acerca a cero.
La velocidad en física tiene dimensiones de longitud divididas por el tiempo, la unidad SI de velocidad es el metro por segundo, pero la unidad más habitual de la velocidad en el uso cotidiano es el kilómetro por hora o, en los EE.UU. y el Reino Unido, millas por hora. Para los viajes aéreos y marinos el nudo es de uso común.
La velocidad más rápida disponible es aquella en que la energía y la información puede viajar, tomando en cuenta la relatividad respectiva, la velocidad más rápida es la velocidad de la luz en condiciones de vacío siendo esta equivalente a c = 299.792.458 metros por segundo. Esto representa unos 1079 millones kilómetros por hora.
Además de estas consideraciones generales, es importante entender que la velocidad también puede ser interpretada desde diferentes perspectivas en física. Por ejemplo, en la física clásica, la velocidad se considera como un vector, lo que significa que tiene tanto magnitud (velocidad) como dirección. En este contexto, la velocidad puede cambiar si cambia la magnitud o la dirección del movimiento, o ambas.
Por otro lado, en la física relativista, la velocidad se considera como una cantidad que puede acercarse pero nunca superar la velocidad de la luz. Esto se debe a que, según la teoría de la relatividad de Einstein, la energía requerida para acelerar una partícula a la velocidad de la luz sería infinita.
Definición
La velocidad v se define como la magnitud de la velocidad v, que es el derivado de la posición r respecto al tiempo :
Si s es la longitud del trayecto recorrido hasta el tiempo t, la velocidad es igual a la derivada de s:
En el caso especial donde la velocidad es constante (es decir, velocidad constante en línea recta) esto puede ser simplificado para v = s / t. La velocidad media en un intervalo de tiempo finito es la distancia total recorrida dividida por el tiempo de duración.
Expresado en lenguaje gráfico, la pendiente de una recta tangente de un gráfico en tiempo de distancia es la velocidad instantánea y la pendiente de una cuerda de línea de tiempo gráfica de la distancia es la velocidad media durante el intervalo de tiempo entre los extremos de la cuerda.
Además, es importante mencionar que la velocidad también puede ser negativa. En este caso, la dirección del movimiento es opuesta a la dirección positiva. Por ejemplo, si consideramos el movimiento en una línea recta, y definimos la dirección positiva hacia la derecha, entonces un objeto que se mueve hacia la izquierda tendría una velocidad negativa.
Unidades
Las Unidades de velocidad incluyen:
- Metros por segundo (símbolo m s-1 o m / s), la unidad derivada del SI ;
- Kilómetros por hora (símbolo: km / h);
- Millas por hora (símbolo: mph);
- Nudos ( millas náuticas por hora, símbolos: kn kt);
- Pies por segundo (símbolo: fps o pies / s);
- Número de Mach , la velocidad dividido por la velocidad del sonido ;
- La velocidad de la luz en el vacío (símbolo: c) es una de las unidades naturales :
c = 299.792.458 m / s.
Es evidente que teniendo en cuenta todos los parámetros posibles sacamos como conclusión que se trata de uno de los movimientos más interesantes de estudiar ya que además de afectar a los objetos sólidos, afecta a todo cuerpo que se preste de materia para materializarse en nuestra realidad. Además, la velocidad tiene implicaciones profundas en muchos aspectos de la física, desde la mecánica clásica hasta la física de partículas y la cosmología.