Seguramente has visto en televisión algunas carreras de grandes atletas. Usaremos para ejemplificar a dos grandes corredores, uno es estadounidense y el otro canadiense: Carl Lewis y Ben Johnson. Estos corredores se especializaron en la carrera de 100 m planos y sus mejores marcas fueron 9.86s y 9.79s respectivamente
Para comparar las rapideces, debemos calcular la distancia recorrida por cada atleta en un mismo tiempo, y la manera más sencilla es ver qué cantidad de metros recorrió cada uno en un segundo. Lo anterior se obtiene al dividir 100m entre el tiempo de cada uno. Así, para Lewis la rapidez será $\frac{100m}{9.86s} = 10.14\frac{m}{s}$, y para Jonhson $\frac{100m}{9.796s} = 10.21\frac{m}{s}$.
Es claro que los movimientos en la naturaleza no son siempre tan simples como estos. En una gran mayoría, los móviles continuamente cambian su rapidez y la dirección de su movimiento, es decir, cambian su velocidad. Para analizar este fenómeno, usaremos el caso del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) que es aquel que tienen los objetos, personas o animales que se mueven en línea recta y que recorren siempre la misma distancia en el mismo lapso de tiempo.
En la naturaleza son escasos los ejemplos de este tipo de movimiento. Sin embargo, entre los más conocidos podemos mencionar los siguientes: la caída de una gota de agua desde una nube, el ascenso de una burbuja de aire en el agua y, por espacios cortos,la carrera o el vuelo de un animal.
Hasta aquí hemos hablado de dos conceptos, rapidez y velocidad los cuales son dos magnitudes que suelen confundirse con frecuencia, la distancia recorrida y el desplazamiento efectuado por un móvil son magnitudes diferentes y al relacionarlas con el tiempo se obtienen magnitudes diferentes. Vamos a hacer algunas precisiones:
- La rapidez es una magnitud escalar, es decir, un número que relaciona la distancia recorrida con el tiempo.
- La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.
En este gráfico podemos observar que el desplazamiento es un vector.
A través del movimiento podemos encontrar con qué rapidez se mueve un objeto en un lapso de tiempo, a este valor se le conoce como Rapidez media.
La rapidez media de un cuerpo es la relación entre la distancia que recorre y el tiempo que tarda en recorrerla. Si la rapidez media de un coche es 80 km/h, esto quiere decir que el coche recorre una distancia de 80 km en cada hora; decir que la rapidez media es la relación entre la distancia y el tiempo, es equivalente a decir que se trata del cociente entre la distancia y el tiempo.
Por ejemplo, si un coche recorre 150 km en 3 horas, su rapidez media es:
150 km / 3h = 50 km/h
¿Podrías calcular la distancia que recorrería el coche anterior en media hora?, por supuesto que sí, pues sólo debes dividir la distancia entre 30 min.
Ahora bien, la velocidad media relaciona el cambio de la posición con el tiempo empleado en efectuar dicho cambio, esto es, la velocidad media relaciona el cambio de la posición con el tiempo empleado en efectuar dicho cambio.
$Velocidad \, media = \frac{∆ posición}{tiempo} = \frac{desplazamiento}{tiempo}$
Sabemos que si realizamos un viaje de 150 km y tardamos dos horas en recorrer esa distancia podemos decir que nuestra rapidez media ha sido de 75 km/h.
Es posible que durante el viaje nos hayamos detenido a echar gasolina o a tomar un bocadillo y sabemos que al atravesar las poblaciones hemos viajado más lento que en los tramos de carretera.
Nuestra rapidez, por tanto, no ha sido siempre de 75 km/h sino que en algunos intervalos ha sido mayor y en otros menor, incluso ha sido de 0 km/h mientras hemos estado detenidos.
