El concepto cotidiano de velocidad surge cuando apreciamos la rapidez o lentitud con que se mueve un cuerpo. De alguna manera relacionamos el desplazamiento realizado con el tiempo invertido en él. En este apartado vamos a precisar qué se entiende en Física por velocidad media. Este concepto nos servirá para entender otras definiciones relacionadas con la velocidad que veremos en apartados posteriores.
Velocidad media
Se define la velocidad media de un cuerpo que se mueve entre dos puntos P1 y P2 como el cociente entre el vector desplazamiento y el intervalo de tiempo en que transcurre el desplazamiento. Su expresión viene dada por:
donde:
- : Vector velocidad media en el intervalo estudiado
- : Vector desplazamiento en el intervalo estudiado
- : Tiempo empleado por el cuerpo en realizar el movimiento
- , : Vectores de posición de los puntos inicial P1 y final P2 del movimiento
- t1, t2 : Instantes de tiempo en los que el cuerpo se encuentra en los puntos inicial P1 y final P2respectivamente
Además, el vector velocidad media cumple lo siguiente:
- Matemáticamente, la velocidad media es la tasa de variación media del vector de posición respecto al tiempo
- Si utilizamos unidades del Sistema Internacional (S.I.) tanto en el numerador (metros ) como en el denominador (segundos), podemos deducir la ecuación de dimensiones de la velocidad media [v]=[L][T]-1.
- La unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) de la velocidad es el metro por segundo [m/s]
- Su módulo (el "tamaño" del vector) es igual al módulo del vector desplazamiento dividido entre el tiempo transcurrido
- Su dirección y su sentido son los mismos que los del vector desplazamiento
Velocidad media
La velocidad media de un cuerpo (verde) es un vector que tiene la misma dirección y sentido que el vector desplazamiento (azul) y cuyo módulo es el cociente entre el módulo de dicho vector y el tiempo transcurrido.
Es importante que notes que la velocidad media de un cuerpo en un intervalo de tiempo depende de los vectores de posición al comienzo y al final del movimiento. Aunque pueda resultarte paradójico, esto implica que si la posición inicial y final del movimiento coinciden en ese intervalo, la velocidad media del cuerpo será 0.