Velocidad – Mecánica clásica –

El universo entero se mueve, desde un átomo en confusión hasta un planeta en su órbita. En Física, el estudio del movimiento lo realiza la Cinemática, mientras que la causa de los movimientos es el campo de la Dinámica.

Para estudiar el movimiento de un cuerpo, primero necesitamos definir si su extensión interfiere o no con la situación. Por ejemplo, un autobús en una carretera. Si nos interesa tu viaje por la ruta, con tu velocidades, aceleración y variaciones, podemos considerarlo un punto material. Sin embargo, si además de estos factores, también queremos saber cómo se comporta al cruzar un puente o un túnel, donde importa la longitud del autobús, se considera un cuerpo extendido.

Si seguimos estudiando este bus, también es necesario definir su posicionamiento en el tiempo. En otras palabras, es necesario determinar un lugar y una hora para el inicio del viaje. Además de su dirección y sentido de movimiento. Por ejemplo, el autobús salió del km 5 de la carretera a las 14:00 en dirección al km 130 y a las 15:30 llegó a su destino. De esa manera puedo saber cuánto caminó (125km), el tiempo que pasó en esta ruta (una hora y media) y que se dirigía a favor de la carretera.

Si el movimiento es de A a C:

Desplazamiento de 20 km en el sentido de la trayectoria. O ΔS = 20 km

ΔS = variación espacial. ¿Es la diferencia entre el espacio final S_F y espacio inicial S_I de un movimiento. ΔS = S_F – S_I

s_F = 20 km y S_I = 0 km

ΔS = 20 – 0

ΔS = 20 km

Si el movimiento es de C a B:

Desplazamiento de 10 km en sentido contrario a la trayectoria. O ΔS = – 10 km.

s_F = 10 km y S_I = 20 km

ΔS = 10 – 20

ΔS = -10 km

Aquí, observe que siempre vamos a comparar la situación final con la inicial, por lo que ΔS será negativo. Este formalismo es importante precisamente para identificar la dirección del movimiento.

También es posible marcar con un signo menos.

Si el movimiento es de B a C:

Desplazamiento de 30 km en el sentido de la trayectoria. O ΔS = 30 km

s_F = 20 km y S_I = -10 km

ΔS = 20 – (-10)

ΔS = 30 km

Si el movimiento es de C a B:

Desplazamiento de 30 km en sentido contrario a la trayectoria. O ΔS = -30 Km.

s_F = -10 km y S_I = 20 km

ΔS = -10 – 20

ΔS = – 30 km

Ambos tenían el mismo desplazamiento (30 km), pero en direcciones opuestas. El primero fue de izquierda a derecha, siguiendo la trayectoria trazada. Mientras que el segundo fue de derecha a izquierda, en la dirección opuesta (de ahí el signo negativo) del camino.

Todos los ejemplos de desplazamiento anteriores tardaron algún tiempo en completarse. Por lo tanto, la variación de tiempo (Δt), como la variación de espacio, es la diferencia entre el tiempo final (t_F) y el tiempo inicial (t_I) del movimiento. Nótese que estos dos instantes coinciden respectivamente con los espacios final e inicial. Y que, en el caso del tiempo, sus valores siempre serán positivos, al fin y al cabo, no es posible retroceder en el tiempo.

Supongamos que todas las trayectorias descritas anteriormente se realizaron entre t_I = 1,5 h et_F = 3,5 h

Así:

Δt = t_F – t_I

tf = 3,5 hy ti = 1,5 h

Δt = 3,5 – 1,5

Δt = 1h

A partir de esta información, tenemos que La velocidad es la relación entre el espacio viajado y el tiempo invertido..

En los ejemplos dados, tenemos:

Referencias:

Los fundamentos de la física – Modern Plus. Ramalho, Nicolau y Toledo. Vol. 01. Moderno. 11ª Ed. SP. 2016