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Velocidad y rapidez

Física

Conceptos clave

La rapidez es un escalar: cuán rápido se mueve algo, sin dirección.
La velocidad es un vector: rapidez con dirección y sentido.
"Media" usa los valores totales; "instantánea" es en un momento dado.
La unidad SI es el metro por segundo (m s⁻¹).

Rapidez media

Rapidez media = distancia total entre tiempo total: $\bar{v}=\dfrac{d}{t}$ .
Usa la distancia (escalar), así que siempre es positiva.
No informa de la dirección del movimiento.

Velocidad media

Velocidad media = desplazamiento entre tiempo: $\bar{v}=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}$ .
Usa el desplazamiento (vector): puede ser positiva, negativa o cero.
En un viaje de ida y vuelta la velocidad media es cero (desplazamiento nulo).

Velocidad instantánea

Es la velocidad en un instante concreto (intervalo de tiempo muy pequeño).
En una gráfica posición-tiempo es la pendiente de la tangente en ese punto.
Su módulo es la rapidez instantánea (lo que marca un velocímetro).

Ejemplo resuelto

Problema: un corredor da una vuelta de 400 m a una pista y vuelve al punto de partida en 50 s. Halla la rapidez media y la velocidad media.
Rapidez media: $\Delta x = 0$ .
Desplazamiento: vuelve al inicio → $\Delta x = 0$ .
Velocidad media: $\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\dfrac{0}{50}=0\,\text{m s}^{-1}$ .

En el examen IB

Distingue rapidez (escalar, con distancia) de velocidad (vector, con desplazamiento).
Error frecuente: creer que la velocidad media es cero solo si el objeto se detiene; basta con que vuelva al punto de partida.
La pendiente de la gráfica x-t da la velocidad; una pendiente negativa = sentido negativo.
Convierte km h⁻¹ a m s⁻¹ dividiendo entre 3,6.