EL MOVIMIENTO (parte 2)

Antes de comenzar, recordamos que primero debemos leer el artículo “El movimiento (parte 1)” para seguir con los ejemplos  y las definiciones explicadas ahí.

LA DISTANCIA Y EL DESPLAZAMIENTO

Estas dos cantidades parecen lo mismo pero no lo son: tienen significados y definiciones muy diferentes.

Distancia es una magnitud escalar; significa cuánto ha viajado un objeto en su movimiento.

Desplazamiento es una magnitud vectorial; significa cuánto varía la posición de un objeto. Consiste en un vector definido por la diferencia entre dos posiciones.

 

desplazamiento-min

 

Por ejemplo, si el profesor de física camina 4 m hacia el este, 2 m hacia el sur, 4 m hacia el oeste y 2 m hacia el norte, ¿qué distancia recorrió?, ¿cuánto se desplazó?

Después de pensar un poco, pueden responder que caminó 12 m y no se desplazó nada ¿por qué? Porque al ser una magnitud vectorial, se debe tomar en cuenta la dirección en que se movió y que luego de recorrer 12 m, volvió al punto de partida, es decir que su desplazamiento es cero.

Para entender la distinción entre distancia y desplazamiento, deben comprender la diferencia entre escalares y vectores. Un vector depende de la dirección como el desplazamiento, mientras que un escalar ignora la dirección.

LA RAPIDEZ Y LA VELOCIDAD

En este caso, como ocurre con el desplazamiento y la distancia que parecen iguales, la rapidez y la velocidad tienen significados muy distintos aunque nos parezcan similares.

Rapidez es un escalar, que se refiere a cuán rápido un objeto se está moviendo. Cuando un objeto se mueve a menudo, cambia su rapidez. La rapidez promedio durante su movimiento es comparada usando la siguiente ecuación:

 

CodeCogsEqn

 

Velocidad es un vector; nos dice la proporción en que un objeto cambia su posición con respecto al tiempo. La podemos calcular usando la siguiente ecuación:

 

CodeCogsEqn (1)

 

Cuando un objeto se está moviendo a menudo, cambia su rapidez durante su movimiento. Podemos distinguir entonces rapidez instantánea de rapidez promedio como sigue:

  • Rapidez instantánea es la rapidez en un instante.
  • Rapidez promedio es el promedio de todas las rapideces instantáneas, que se encuentra sencillamente como distancia recorrida/tiempo empleado.

No confundir rapidez con velocidad

El velocímetro de un auto nos muestra la rapidez, no la velocidad. En realidad, tendría que llamarse “rapidómetro”.

Volvamos al ejemplo de la caminata del profesor de física; si camina 4 m hacia el este, 2 m hacia el sur 4 m hacia el oeste y 2 m hacia el norte durante 24 s, ¿cuál es la rapidez promedio?

Como vimos antes, viajó una distancia de 12 m en 24 s, por Io que su rapidez promedio fue de 0,5 m/s. sin embargo, su desplazamiento es vero; por lo tanto, su velocidad promedio es cero. ¿Por qué?

 

velocidadyrapidez

 

Recordar rapidez y velocidad son cantidades cinemáticas que tienen distinto significado. La rapidez es una magnitud escalar, la distancia (también un escalar) recorrida durante un tiempo transcurrido, mientras que la velocidad es una magnitud vectorial, que significa el cambio de la posición (desplazamiento) durante ese tiempo. La rapidez ignora la dirección.

Por otra parte, la velocidad depende de la dirección; es el desplazamiento o cambio de posición (una magnitud vectorial) por unidad de tiempo.

Al igual que en el caso de la posición, el carácter vectorial de la velocidad en un problema rectilíneo está asociado a un signo. Consideremos el ejemplo de un tren que pasa una estación a la cual tomamos como origen. Si decimos que el tren pasa a 60 km/h (esta es su rapidez), aún no especificamos su velocidad, dado que esta puede apuntar hacia un lado de la estación o hacia el otro. La elección del marco de referencia que nos permite especificar las posiciones también nos permitirá especificar las velocidades si el tren va en dirección de las posiciones que hemos identificado como +,  su velocidad será de 60 km/h. Si en cambio el tren va en dirección de las posiciones que hemos identificando como -. Su velocidad será de -60 km/h.

En el próximo artículo “la aceleración” hablaremos sobre la aceleración y como se asocia al movimiento.

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