Rapidez media en física 1

A manera de ejemplo, vamos a analizar la siguiente imagen:

Como se puede observar, el automóvil avanzó más distancia que el tráiler, vamos a suponer que el conductor del auto, que recorrió 100 km en un ahora, hizo una parada a la mitad de su recorrido para recoger un paquete, luego avanzo muy lentamente durante un tramo de camino, pero en la parte final del trayecto incremento la rapidez, esto significa que la rapidez del automóvil estuvo cambiando a lo largo del trayecto, pero, dado que no se conoce con precisión la rapidez a cada instante, su movimiento se caracteriza por la rapidez media

Entonces tenemos que la rapidez media:

Matemáticamente se expresa como:

Al emplear símbolos, se expresa como:

En donde:

Si se conocen las posiciones iniciales y finales del movimiento de un cuerpo a lo largo de una trayectoria recta, como en la siguiente imagen:

Entonces con los datos anteriores, la rapidez media se expresa de la siguiente manera:

En donde:

La rapidez media se expresa con las mismas unidades que la rapidez, en el siguiente cuadro se muestra la rapidez media de algunos cuerpos:

Ejemplo:

Problema

-Cuando un automóvil pasa por el poste número 1, el cual está localizado a 50 m de un semáforo, el cronometro marca 10 s, y cuando pasa por el poste telefónico número 2, el cual está localizado a 300 m del semáforo, el cronometro marca 15 s

-Es necesario determinar la rapidez media del automóvil

Solución

Datos:

Fórmula

Sustitución

Resultado

Analizando este ejemplo, podemos decir que se puede seleccionar el poste telefónico número 1 como sistema de referencia, de manera que cuando el automóvil pasa frente a él, x₀ = 0 m y t = 0 s

Por tanto, cuando pasa por el poste telefónico número 2, x = 250 m y t = 5 s

Matemáticamente esto se expresa de la siguiente manera:

Como x₀ = 0 y t₀ = 0, la ecuación se vuelve:

En donde:

x = distancia total o distancia entre los dos postes

t = tiempo total o tiempo que emplea el automóvil al pasar del poste 1 al poste 2

Al sustituir los valores se obtiene el valor de rapidez media que ya se había obtenido: