Física/Cinemática/Velocidad

En física, velocidad es la magnitud física que expresa la variación de posición de un objeto en función del tiempo, o distancia recorrida por un objeto en la unidad de tiempo. Se suele representar por la letra ${\vec {v}}$. La velocidad puede distinguirse según el lapso considerado, por lo cual se hace referencia a la velocidad instantánea, la velocidad promedio, etc. En el Sistema Internacional de Unidades su unidad es el metro por segundo ${m}{s^{-1}}\,$ ó ${\frac {m}{s}}$.

En términos precisos, para definir la velocidad de un objeto debe considerarse no sólo la distancia que recorre por unidad de tiempo sino también la dirección y el sentido del desplazamiento, por lo cual la velocidad se expresa como una magnitud vectorial.

Velocidad media o velocidad promedio

La velocidad media o velocidad promedio informa sobre la velocidad en un intervalo dado. Se calcula dividiendo el desplazamiento (delta x) por el tiempo transcurrido (delta t):

${\vec {v}}={\frac {\Delta {\vec {x}}}{\Delta t}}={\frac {{\vec {x}}_{f}-{\vec {x}}_{i}}{t_{f}-t_{i}}}$

Por ejemplo, si un objeto ha recorrido una distancia de 1 metro en un lapso de 31,63 segundos, el módulo de su velocidad media es:

${\vec {v}}={\frac {\Delta {\vec {x}}}{\Delta t}}={\frac {{\vec {x}}_{f}-{\vec {x}}_{i}}{t_{f}-t_{i}}}={\frac {1(m)-0(m)}{31,63(s)-0(s)}}={\frac {1(m)}{31,63(s)}}={0.0316(m/s)}$

Al módulo de la velocidad se le llama rapidez.

Velocidad instantánea

Informa sobre la velocidad en un punto dado.

$v=\lim _{\Delta t\to 0}{\frac {\Delta s}{\Delta t}}={\frac {d{s}}{dt}}$

En forma vectorial, la velocidad es la derivada (tangente) del vector posición respecto del tiempo:

$v=\lim _{\Delta t\to 0}{\frac {\Delta s}{\Delta t}}={\frac {d{s}}{dt}}{\vec {v}}={\frac {ds}{dt}}\ {\vec {u}}_{t}={\frac {d{\vec {r}}}{dt}}$

donde ${\vec {u}}_{t}$ es un versor (vector de módulo unidad) de dirección tangente a la trayectoria de cuerpo en cuestión y ${\vec {r}}$ es el vector posición, ya que en el límite los diferenciales de espacio recorrido y posición coinciden.

Unidades de velocidad

• Metro por segundo (m/s), unidad de velocidad del Sistema Internacional de Unidades
• Kilómetro por hora (km/h) (uso coloquial)
• Kilómetro por segundo (km/s) (uso coloquial)