Cómo encontrar la velocidad media

Que es la velocidad

La velocidad se define como la tasa de cambio de desplazamiento. También se puede describir como el desplazamiento realizado en una unidad de tiempo. El desplazamiento es un vector: por lo tanto, su variación de tiempo es también un vector. La velocidad se puede medir en dos métodos básicos, que se conocen como velocidad media y velocidad instantánea.

La velocidad instantánea es la velocidad de una partícula o cuerpo en un instante o una cantidad infinitamente pequeña de tiempo. Considere la posibilidad de un coche en movimiento en un camino lleno de baches. La irregularidad de la carretera hace que la tasa de cambio de desplazamiento cambie de un instante a otro. Por lo tanto, la velocidad mostrada en el velocímetro del automóvil es verdadera solo en el momento en que se mostró. Al momento siguiente puede ser otro valor..

¿Qué es la velocidad media?

En términos básicos, la velocidad promedio es el promedio de las velocidades en un período determinado. Sin embargo, se puede interpretar de muchas maneras y conduce a muchas derivaciones. En general, podemos considerar la velocidad promedio como la velocidad constante a la que se puede realizar el mismo desplazamiento dentro de un tiempo determinado para un movimiento en particular. Considere un sprint de 100 m. Un corredor estaba aumentando su velocidad al principio, y después de eso, mantiene su velocidad en la mayor parte de la carrera e intenta acelerar de nuevo al final. Por lo tanto, la velocidad no es constante durante todo el período de la carrera. Sin embargo, es posible encontrar un valor, que le permita al corredor completar la carrera en el mismo intervalo de tiempo, pero con una velocidad constante. Esta velocidad puede ser referida como la velocidad promedio del corredor.

Cómo calcular la velocidad media

 Usando la definición de la velocidad, se puede expresar matemáticamente como,

v encontrado utilizando la fórmula anterior es la velocidad media V_AVG dentro del tiempo Δt. Cuando Δt se vuelve pequeño (Δt → 0), v se convierte en la velocidad instantánea.

Supongamos que el desplazamiento final realizado fue en dos movimientos sucesivos por el objeto en direcciones opuestas (camino hacia adelante y después hacia atrás). Entonces la expresión anterior se puede modificar en

Dónde X_yo Es el desplazamiento en la etapa intermedia..

Este resultado se puede extender a cualquier número de movimientos más pequeños..

Los resultados anteriores son independientes de la aceleración experimentada por el objeto. Ahora considera el movimiento de un objeto con aceleración constante..

Si la aceleración es constante y la velocidad inicial es  v₁ y la velocidad final es v₂, entonces la velocidad media está dada por 

Cómo encontrar la velocidad media - Ejemplos 

1. Un automóvil viaja 2 km hacia el norte y luego se mueve hacia el sur por otros 4 km. Si todo el viaje dura 15 minutos, encuentre la velocidad promedio del automóvil durante el viaje. El viaje se realizó en dos partes. Después de los 15 minutos, el desplazamiento final es 2 km al sur del punto de partida. Por lo tanto, la velocidad media está dada por

2. Un corredor completa una carrera de 100 m en 9.8 segundos. Encuentra la velocidad media del corredor.

             

3. Un tren pasa por una estación a 12kmh.^-1 y al cabo de una hora pasa otra estación. Si el tren acelerara constantemente y tuviera velocidad 48kmh.^-1 Al pasar la segunda estación, ¿cuál es la velocidad promedio del tren dentro de una hora??