Velocidad y Velocidad – Barcelona Geeks

La mecánica se puede denominar como la rama de la física que se ocupa de los conceptos de energía y fuerzas y su efecto sobre los cuerpos. Gobierna las relaciones relacionadas con el movimiento de los objetos, es decir, entre la materia, la fuerza y su energía asociada. Es responsable del movimiento de los cuerpos y también de la acción de las fuerzas sobre estos cuerpos. En la práctica, la mecánica implica el diseño, la construcción o el funcionamiento de máquinas o herramientas. Por ejemplo, la distancia recorrida por un automóvil para dejar de viajar a una velocidad de 30 km/h.

La rama de la mecánica clásica que se ocupa del movimiento de puntos, grupos de objetos y sus sistemas, sin referencia al movimiento de estos objetos, se llama cinemática , a menudo denominada como la » geometría del movimiento». ”

La sub-rama de la ciencia física que está relacionada con el movimiento de los objetos materiales bajo el efecto de los factores físicos que los afectan, es decir, la fuerza, la masa, el impulso y la energía, se llama Dinámica .

Descansar

Se dice que cualquier persona está en posición de reposo si no cambia su posición (distancia, desplazamiento) con el tiempo, con respecto a su entorno oa un punto de referencia.

Movimiento

El cambio de posición de una persona con respecto al tiempo puede denominarse movimiento. Cualquier objeto en movimiento se puede visualizar a simple vista determinando el cambio en las coordenadas posicionales y luego asociándolo a través del ojo del observador arbitrario. El movimiento se puede calcular en términos de los vectores de posición, es decir, el desplazamiento, la distancia y teniendo en cuenta los factores de velocidad, es decir, la velocidad, la aceleración, la velocidad y el tiempo.

Por ejemplo, se puede suponer que una bola de resorte unida a un extremo de una barra que se balancea en diferentes marcos de tiempo está en movimiento.

Una pelota de goma que se desplaza bajo la influencia del movimiento.

Diferencia en escalar y vectorial:

	Escalar	Vector
Definición	Una cantidad física con sólo magnitud	Una cantidad física con magnitud y dirección
Representación y Símbolo	Una magnitud y Unidad	Una dirección de número (magnitud) usando la tapa de la unidad o la flecha en la parte superior y la unidad.
Dirección	No	Sí
Ejemplos	Masa y Velocidad	Velocidad y Aceleración

Distancia

La distancia es la longitud total del camino entre dos puntos sucesivos cualesquiera. La distancia es una cantidad escalar, con solo magnitud y sin dirección asociada. La distancia se indica con el símbolo ‘d’. La distancia de cualquier objeto se considera una mercancía positiva. Las distancias se pueden medir tanto en línea recta como en zig-zag. La distancia de un cuerpo brinda la información detallada de la ruta que se sigue mientras se viaja de un punto a otro.

Distancia = Velocidad x Tiempo

La distancia desde la ubicación A hasta la ubicación B es de 5 cm.

Desplazamiento

El desplazamiento es la longitud directa del camino mínimo entre dos puntos sucesivos cualesquiera. El desplazamiento es una cantidad vectorial, con una magnitud y una dirección asociadas. Se denota por ‘s’. El desplazamiento de un objeto entre dos puntos cualesquiera se considera positivo, negativo e incluso cero. El desplazamiento es independiente de la trayectoria y sólo depende de la posición inicial y final del cuerpo. Por lo tanto, no proporciona información completa sobre la ruta. El desplazamiento siempre se indica con una flecha.

Desplazamiento = Velocidad x Tiempo

$\frac{Distance}{|Displacement|}\ge1$

Velocidad

La velocidad se puede definir como la tasa de cambio de posición de un objeto que se mueve en cualquier dirección. La velocidad se mide como la relación entre la distancia recorrida por un objeto y el tiempo en que se recorrió la distancia. La velocidad de cualquier cuerpo se considera una cantidad escalar, con solo magnitud y sin dirección asociada.

$s=\frac{d}{t}$

donde, ‘s’ es la velocidad en m/s, ‘d’ es la distancia recorrida en m y t es el tiempo en segundos.

sistema CGS	cm/segundo
sistema SI	milisegundo

Fórmula dimensional para Velocidad

Matemáticamente,

$Speed=\frac{Distance}{Time}$

Fórmula dimensional para Distancia = M ⁰ L ¹ T ⁰

Fórmula dimensional para el tiempo = M ⁰ L ⁰ T ¹

Por lo tanto, dividir la fórmula dimensional de la distancia por la fórmula dimensional del tiempo;

$\frac{Dimensional\ formula\ for\ Distance}{Dimensional\ formula\ for\ Time}$

$\frac{M^0L^1T^0}{M^0L^0T^1}=M^0L^1T^{-1}$

Por eso,

Fórmula dimensional para velocidad = ML ¹ T ^-1

Velocidad

La velocidad de un objeto se puede definir como la tasa de cambio de la posición del objeto con respecto a un marco de referencia y tiempo. El desplazamiento es una cantidad vectorial, con una magnitud y una dirección asociadas. La unidad SI es el metro por segundo (m/s). La velocidad de un objeto puede ser positiva, negativa o incluso cero. Si hay un cambio en la magnitud o en la dirección de la velocidad de un cuerpo, se dice que el cuerpo está acelerando.

La velocidad inicial describe el ritmo con el que viaja cualquier objeto cuando la gravedad aplica fuerza sobre el objeto por primera vez, mientras que la velocidad final es una cantidad vectorial que describe los productos básicos de la velocidad y la dirección de un cuerpo en movimiento una vez que ha alcanzado su máxima aceleración.

Velocidad constante

La velocidad constante se puede denominar como el movimiento en línea recta a una velocidad constante. Algebraicamente,

x = x ₀ + vt

dónde,

x ₀ representa la posición del objeto en

t = 0, y la pendiente de la línea indica la velocidad del objeto.

La velocidad puede ser positiva o negativa, y viene indicada por el signo de nuestra pendiente. Esto nos dice en qué dirección se mueve el objeto.

Gráfico de velocidad constante

Unidades de velocidad

La unidad SI de velocidad es m/s (m/s).

Las unidades y dimensiones de la velocidad son las siguientes:

Unidades de velocidad
unidad SI	milisegundo
Otras unidades	mph, pies/s
Dimensión	LT- ¹

Diferencia entre velocidad y velocidad

Velocidad	Velocidad
Medida cuantitativa de la rapidez con que se mueve algo.	Dirección del movimiento del cuerpo o del objeto.
Cantidad escalar	Cantidad vectorial
es la tasa de cambio de la distancia	es la tasa de cambio del desplazamiento
La velocidad de un objeto en movimiento nunca puede ser negativa	La velocidad de un objeto en movimiento puede ser cero.
Indica la rapidez del objeto.	Indica la posición así como la rapidez del objeto.
Distancia recorrida por un objeto en la unidad de tiempo.	Desplazamiento del objeto en la unidad de tiempo.

Velocidad vs Velocidad

Velocidad uniforme y velocidad uniforme

Velocidad uniforme	Velocidad uniforme
Si un objeto recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales, por pequeños que sean estos intervalos de tiempo.	Si un objeto cubre desplazamientos iguales en intervalos de tiempo iguales, por pequeños que sean estos intervalos de tiempo.
Un movimiento con velocidad uniforme puede o no ser un movimiento con velocidad uniforme.	El movimiento con velocidad uniforme es también un movimiento con velocidad uniforme.
Cantidad escalar	cantidad variable

Velocidad variable y velocidad variable

Velocidad variable	velocidad variable
Todo cuerpo que recorre distancias desiguales en intervalos de tiempo iguales, incluso en el caso de intervalos de tiempo despreciablemente pequeños.	Cualquier cuerpo que cubra desplazamientos desiguales en intervalos de tiempo iguales, incluso en el caso de intervalos de tiempo despreciablemente pequeños.
Cantidad escalar	Cantidad vectorial

Velocidad Instantánea y Velocidad Instantánea

La velocidad instantánea siempre es mayor o igual a cero, es decir, es una mercancía positiva. La velocidad instantánea es una cantidad escalar, asociada a una magnitud y no a una dirección. Es constante en caso de movimiento uniforme. Es un límite de la velocidad promedio para un intervalo de tiempo infinitamente pequeño.

La velocidad instantánea es un indicador de qué tan rápido viaja un objeto en diferentes instantes de tiempo dentro de un intervalo de tiempo dado. También se denomina velocidad promedio para un intervalo de tiempo insignificantemente pequeño. En resumen, la velocidad instantánea en cualquier intervalo de tiempo dado es equivalente a la magnitud de la velocidad instantánea en ese momento.

Tenemos,

$\displaystyle \overrightarrow{v}=\lim_{\Delta t\rightarrow0}\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{dx}{dt}$

Aquí lim está tomando la operación de tomar límite con el tiempo tendiendo hacia 0 o infinitamente pequeño. Y, $\frac{dx}{dt}$ es coeficiente diferencial – Tasa de cambio de posición con respecto al tiempo en un instante.

Gráfico PT para velocidades instantáneas

De la gráfica tenemos,

Pendiente P ₁ P ₂ – Velocidad en un instante de 3 seg

Pendiente Q ₁ Q ₂ – Velocidad en un instante de 1 seg

Mientras,

La velocidad instantánea se conoce como la magnitud de la velocidad. La velocidad instantánea en cualquier instante del marco de tiempo es equivalente a la magnitud de la velocidad instantánea en ese instante en particular. Es la tasa con la que cambia la distancia de cualquier objeto con respecto al tiempo.

La unidad de velocidad es metros por segundo (m/s).

Ahora tenemos,

Velocidad instantánea (v) = $\frac{Distance}{Time}$

v = límite cuando el cambio en el tiempo se aproxima a cero $\frac{Change\ in\ position}{Change\ in\ time}$

$\displaystyle v=\lim_{\Delta t\rightarrow0}\frac{\Delta x}{\Delta t}\\ \displaystyle v=\lim_{\Delta t\rightarrow0}\frac{[x(t+\Delta t)]-x(t)}{\Delta t}$

Dónde,

v = velocidad instantánea (m/s)

Δ = cambio en los valores

x = desplazamiento (m)

t = tiempo (s)

Velocidad media

La velocidad promedio de un objeto es la relación entre la distancia total recorrida por el objeto y el tiempo total empleado.

Velocidad media = $\frac{Total\ distanced\ travelled }{ Total\ time\ taken}$

Si una partícula viaja distancias s ₁ , s ₂ , s ₃ , … con velocidades v ₁ , v ₂ , v ₃ , … respectivamente, entonces,

Velocidad media = $\frac{s_1 + s_2 + s_3 + ….. }{ \left(\frac{s_1 }{ v_1} + \frac{s_2 }{ v_2} + \frac{s_3 }{ v_3} + …..\right)}$

Si cualquier objeto viaja distancias iguales durante diferentes instancias de tiempo, (s ₁ = s ₂ = s) con velocidades v ₁ y v ₂ , entonces

Velocidad media = $\frac{2\times v_1\times v_2 }{ (v_1 + v_2)}$

Si cualquier objeto viaja con velocidades v ₁ , v ₂ , v ₃ , …, durante intervalos de tiempo t ₁ , t ₂ , t ₃ ,…, entonces,

Velocidad media = $\frac{ v_1t_1 + v_2t_2 + v_3t_3 +… }{ t_1 + t_2 + t_3 +….}$

Si cualquier objeto viaja con velocidades v ₁ y v ₂ por intervalos de tiempo iguales, es decir, t ₁ = t ₂ = t ₃ , entonces,

Velocidad media = $\frac{v_1 + v_2 }{ 2}$

Cuando un cuerpo recorre la misma distancia con velocidades v ₁ y v ₂ , la velocidad promedio, que es la media armónica de dos velocidades, está dada por,

$\frac{2 }{ v} = \frac{1 }{ v_1} + \frac{1 }{ v_2}$

$\displaystyle V_{av}=\frac{\Delta x}{\Delta t}$

Cálculo de la velocidad media

La longitud total de la trayectoria recorrida en la unidad de tiempo se denomina velocidad media.

Velocidad media = $\frac{Total\ distance\ covered}{Total\ time\ taken}$

Velocidad media

La velocidad promedio de cualquier cuerpo es la relación entre el desplazamiento total y el tiempo total empleado. Es una cantidad vectorial, con la misma unidad que la velocidad. Es la velocidad con la que un objeto cambia su posición de un lugar a otro, en un marco de tiempo. Su unidad estándar es metros por segundo, pero también se puede convertir a otras unidades como millas por hora (mph) o kilómetros por hora (kmph).

Cálculo de la velocidad media

Es esa velocidad única con la que el objeto puede viajar la misma longitud en el mismo tiempo que lo hace generalmente con velocidad variable. La velocidad promedio de un cuerpo, en cualquier momento específico, es estrictamente mayor que la magnitud de la velocidad promedio.

Velocidad media = $\frac{Total\ displacement}{Total\ time\ taken}$

$\displaystyle \overrightarrow{V}_{av}=\frac{\Delta \overrightarrow x}{\Delta t}$

Diferencia en la velocidad media y la velocidad media

Velocidad relativa

La estimación de la velocidad de un objeto en referencia a otro objeto en el mismo marco de tiempo, se conoce como velocidad relativa.

Consideremos, la velocidad relativa del objeto A con respecto al objeto B, como

V _AB = V _A – V _B

En caso de que los dos objetos se muevan en la misma dirección, entonces

Cuando dos objetos se mueven en direcciones opuestas, entonces

Cuando dos objetos se mueven en un ángulo, entonces

$tan β = \frac{v_B\ sin θ }{ v_A - v_B\ cos θ}$

Ejemplos;

Ejemplo 1. Si un automóvil recorre una distancia de 900 m en dirección oeste en 90 segundos. ¿Encuentre la velocidad y la velocidad del automóvil?

Solución:

Aquí,

Distancia = 900m

Tiempo = 90 s

Velocidad = $\frac{Distance}{Time}=\frac{900}{90}=10\ m/s$

Velocidad = 10 m/s al oeste

Ejemplo 2. Si un coche se desplaza con la velocidad uniforme recorre una distancia de 240 m en 6 segundos. Encuentre la velocidad del automóvil y el tiempo que tarda en recorrer una distancia de 480 m.

Solución:

Aquí,

Distancia = 240m

Tiempo = 6 segundos

Velocidad del tren ‘v’ = ?

Tiempo que tarda el tren en recorrer 480 m de distancia ‘t’ = ?

Velocidad = $\frac{Distance}{Time}=\frac{240}{6}=40\ m/s$

Tiempo que tarda el coche en recorrer 480 m de distancia = $\frac{Distance}{Speed}=\frac{480}{40}=12\ s$

Pregunta 3. Si un tren viaja de Delhi a Jaipur a una velocidad de 120 km/h y tarda 3 horas en llegar. ¿Calcular la distancia entre las ciudades?

Solución:

Aquí

Velocidad del tren ‘v’ = 120 km/h

Tiempo empleado ‘t’ = 3 horas

Tenemos que encontrar la Distancia ‘s’ = ?

Distancia = Velocidad × Tiempo

= 120 × 3

= 360 kilometros

Pregunta 4. Un niño lanza una pelota al aire, la pelota se eleva unos 50 m verticalmente en 2,5 segundos, regresa al niño en la misma posición en otros 2,5 segundos. Calcular

(i) Distancia recorrida

(ii) Desplazamiento

(iii) Velocidad promedio

(iv) Velocidad promedio

Solución:

Aquí,

Distancia recorrida hacia arriba = 50 m

Tiempo empleado = 2,5 segundos

(i) Distancia total recorrida = Distancia recorrida hacia arriba + Distancia recorrida hacia abajo

= 50 + 50

= 100 metros

(ii) Desplazamiento = A medida que la pelota llega a su punto inicial, por lo tanto, su desplazamiento será cero

= 0

(iii) Velocidad promedio = $\frac{Total\ Distance}{Total\ Time}= \frac{100}{5}=20\ m/s$

(iv) Velocidad promedio = 0 {Como el desplazamiento es 0, la velocidad también es 0}.

Ejemplo 5. Si un automóvil tarda 4 horas en llegar de Shimla a Chandigarh, tiene una distancia de 153 km desde Shimla. Si el coche tarda 5 horas en el viaje de vuelta, es decir, Chandigarh a Shimla. ¿Calcular la velocidad promedio y la velocidad promedio del automóvil?

Solución:

Aquí,

Distancia recorrida en ambos viajes s ₁ , s ₂ = 153 km

Tiempo que tarda de Shimla a Chandigarh t ₁ = 4 horas

Tiempo que tarda Chandigarh en llegar a Shimla t ₂ = 5 horas

Tenemos que encontrar la velocidad media = ?

y velocidad media = ?

Distancia total recorrida = s ₁ + s ₂ = 153 km + 153 km = 306 km

Tiempo total empleado = t + t = 4 h + 5 h = 9 h

Velocidad media = $\frac{Total\ distance\ travelled}{Total\ Time\ taken}$

Velocidad media = $\frac{306}{9}= 34\ km/h$

A medida que el automóvil regresa a Shimla, es decir, al punto de partida, el desplazamiento es cero.

De este modo,

Velocidad media = 0

Ejemplo 6. Si un maquinista tiene un tiempo de reacción de 0,4 s entre que ve el obstáculo y aplica los frenos. Suponga que el tren viaja a una velocidad de 72 km/h y el conductor ve el obstáculo ¿calcule la distancia recorrida antes de aplicar los frenos?

Solución:

Aquí,

Tiempo de reacción ‘t’ = 0,4 s

Velocidad del Tren ‘v’ = 72 km/h o $72\times\frac{5}{18}=20\ m/s$

Tenemos que encontrar la distancia recorrida ‘s’ = ?

Distancia = velocidad × tiempo

Distancia = 20 × 0,4

Distancia = 8m

Ejemplo 7. Suponga que una pelota se mueve con velocidad v en la dirección del espejo y el espejo se mueve con velocidad v en la dirección de la pelota. Entonces, ¿calcule la velocidad relativa de la imagen de la pelota según la pelota?

Solución:

Velocidad de la pelota según el suelo = v

Velocidad del espejo según suelo = v

Velocidad de la imagen de la pelota en el espejo según = v

La imagen y la pelota se mueven una hacia la otra, por lo que la velocidad relativa será = v+v = 2v.

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por codersgram9 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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