¿Qué es la rapidez?

 

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Rapidez 

Podemos distinguir al observar el movimiento de dos carros en la calle, cuál de ellos se mueve más rápido y cuál se mueve más lento. La base de nuestra afirmación está apoyada en una comparación casi inconsciente que hacemos de los dos movimientos, un movimiento es tomado como patrón o referencia para medir la rapidez del otro y los resultados de tal comparación pueden ser: o más rápido que, o menos rápido que, o igual que; Un observador diría que uno de los vehículos recorre: o más distancia, o menos distancia, o igual distancia que el otro en el mismo intervalo de tiempo.

 

 

Rapidez es eso: distancia recorrida por unidad de tiempo (sean cuales sean las unidades que se utilicen para medir el tiempo y la distancia). Desde la antigüedad el hombre ha desarrollado todo tipo de ingenios para medir la distancia, desde la vara hasta la cinta métrica de hoy día, pasando por mecanismos interesantes como el Odómetro de Hero hasta el cuentakilómetros de un carro. De igual manera lo ha hecho con el tiempo, utilizando desde la duración del día, las fases de la Luna, la revolución solar hasta la oscilación de un átomo para construir los precisos relojes atómicos.

Tipos de rapidez
Un objeto material cualquiera puede moverse de diferentes maneras, puede hacerlo con una rapidez constante o variable, puede moverse en línea recta o curva, puede ir y venir en una dirección determinada, etc. Son prácticamente infinitas las formas de moverse, sin embargo hay dos tipos de rapidez para describirlos. Una es la rapidez que en cada instante de tiempo tienen los cuerpos cuando se mueven en un cierto intervalo de tiempo, y otra la que nos informa sobre la rapidez con que ocurrió todo el proceso en ese intervalo de tiempo. La primera se llama rapidez instantánea y la segunda se llama rapidez promedio o rapidez.

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En la siguiente figura se observan un camión y una moto desplazándose a lo largo de una calle. El camión se desplaza con rapidez variable y la moto se desplaza con rapidez constante. En este caso la rapidez media del camión es igual a la de la moto pues ambos parten al mismo tiempo y llegan simultáneamente al final de la calle.

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Definición de rapidez media:
Rapidez media es el cociente entre la distancia recorrida por un objeto material y el intervalo de tiempo empleado en recorrer esa distancia. Operacionalmente es:

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Definición de rapidez instantánea. 
Existen movimientos con desplazamientos variables por unidad de tiempo, se dice en estos casos que la rapidez es variable en el tiempo. La rapidez instantánea se refiere a la rapidez que en cada instante tiene un cuerpo en este tipo de movimientos. Parece contradictorio hablar de algo que se está moviendo en un instante de tiempo, pues para que haya movimiento es necesario que haya desplazamiento y esto ocurre al transcurrir el tiempo. El concepto se refiere a la rapidez que el objeto tiene en intervalos de tiempo tan cortos (¡casi cero!) que se puede considerar que la rapidez se mantiene constante en ese intervalo.

 

De hecho una manera de medirlo se basa en esta idea, la rapidez se deriva del cociente entre un desplazamiento muy pequeño y el intervalo correspondiente de tiempo, el cual será muy pequeño también.

Si un cuerpo se mueve con rapidez constante, la rapidez media e instantánea coincidirá en valor numérico aunque ambos conceptos tengan significados diferentes

 

Significado de la rapidez media.
En la figura se muestra una vista área de el camino seguido por un móvil(carro, persona, animal, avión, cohete, etc), el cual partiendo del punto A llega al punto B en 4 minutos. Luego avanza de B a C y tarda 5 minutos en hacerlo. Finalmente avanza de C a D y tarda 7 minutos en recorrer ese tramo. Cada trayecto recto del camino tiene la misma longitud y es igual a 200 metros.

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La longitud completa del camino desde A hasta D es de 12 km. y el tiempo empleado en recorrerlo es de 7 horas, la rapidez media para este trayecto es:

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Este resultado nos dice que si el móvil se desplaza con una rapidez constante de 2,25 km/hora recorrerá el trayecto completo de 600 metros en 16 minutos. Aunque el movimiento haya sido con rapidez variable, la rapidez promedio o media nos da información global sobre la rapidez del movimiento. 

 

 

¿Cómo se mide la rapidez? 
Cada fenómeno requiere de un diseño particular y especial para medir la rapidez. No es lo mismo medir la rapidez del viento que la rapidez de un carro o la de la Luz. A continuación algunos ejemplos sobre la medida de la rapidez.

 

 

 

¿Cómo medir la rapidez del viento?:

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¿Cómo fabricar un instrumento en la casa para medir la rapidez del viento?
    Se puede construir, pegando el extremo de un hilo de unos 15 cm. de largo, al centro de un transportador y el otro extremo a una pelota de ping-pong como se muestra en la figura. Si el borde recto del transportador se coloca en forma horizontal la inclinación del hilo estará relacionada con la rapidez del viento. El viento al chocar con la bola de ping pong ejerce una acción sobre ella, produciendo una desviación de acuerdo a la velocidad que lleva.

 

A mayor velocidad del viento, mayor es la acción sobre la bola y por consiguiente es mayor el ángulo de inclinación del hilo con respecto a la vertical.

En la tabla adjunta se indican los valores de la rapidez del viento de acuerdo al ángulo de inclinación.

 

 

Angulo

Kilómetros por hora

Angulo

Kilómetros por hora

90

0

50

28-30

85

8-11

45

31-33

80

12-14

40

34-36

75

15-17

35

37-39

70

18-20

30

40-43

65

21-23

25

44-48

60

24-25

20

49-54

55

26-27

 

  

¿Cómo se mide la rapidez de un auto?
La medida de la rapidez de un auto se basa en un fenómeno magnético denominado Inducción Magnética. El principio de funcionamiento puede ser visualizado mediante un experimento muy sencillo de realizar. 

  Necesitas un pequeño disco de aluminio (o de algún otro metal que no sea atraído por el imán) con un abultamiento central, un imán de herradura o recto, la punta de una aguja de aluminio de las que se utilizan para tejer y un pequeño disco de madera.

  1.  Con la aguja y el disco de madera se hace una base como se muestra en la figura. 
  2. Se coloca el disco de aluminio sobre la aguja de tal manera que rote libremente.
  3. Con un hilo se cuelga el imán por su parte central y se pone a girar sobre el disco de aluminio Figura.Observa como el imán arrastra al disco en su movimiento y observa como el disco se detiene al detenerse el imán.

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     En un vehículo el imán está conectado a un cable giratorio que da vueltas de acuerdo con el movimiento de una de las ruedas. El imán da vueltas dentro de un cilindro de aluminio llamado la copa del velocímetro arrastrando a la copa en su movimiento debido al magnetismo inducido en ella. Un resorte en espiral se opone al movimiento deteniendo al disco en un punto de acuerdo a la rapidez de giro del imán que es el mismo que el de las ruedas.

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