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Calculadora de velocidad

Created by Mateusz Mucha and Dominik Czernia, PhD
Reviewed by Jack Bowater
Translated by Luciano Miño and Luis Hoyos
Last updated: Apr 18, 2024


Esta calculadora de velocidad es una excelente herramienta que te permite estimar la velocidad de un objeto. Si alguna vez te has preguntado cómo hallar la velocidad, aquí puedes hacerlo de tres formas diferentes.

  • La primera se basa en la definición básica de velocidad que utiliza la ecuación de la velocidad.
  • El segundo método calcula cuál es el cambio de velocidad causado por la aceleración en un intervalo de tiempo concreto.
  • Por último, la tercera parte de la calculadora de velocidad utiliza la fórmula de la velocidad media, que puede ser útil si necesitas analizar recorridos con varias velocidades a lo largo de diferentes distancias.

Puedes leer más sobre aceleración y distancias en nuestra calculadora de aceleración y calculadora de distancias, respectivamente.

También hemos preparado un breve pero interesante artículo sobre la velocidad en sí. Sigue leyendo para saber qué es la fórmula de la velocidad y cuáles son las unidades de velocidad más comunes. ¿Sabías que hay una diferencia esencial entre velocidad y rapidez? Hemos escrito sobre ello desde el punto de vista de un físico en el siguiente texto.

¿Qué es la velocidad? Definición de velocidad

Según su definición, la velocidad es la tasa de cambio de la posición del objeto en función del tiempo. Es uno de los conceptos fundamentales de la mecánica clásica que considera el movimiento de los cuerpos. Si quieres poner esta regla en forma de fórmula matemática, la ecuación de la velocidad será la siguiente:

velocidad = Δs / Δt

donde:

  • Δs es el cambio en la posición del objeto, y
  • Δt es la variación en el tiempo.

Sin embargo, cuando un objeto tiene una velocidad constante, o si quieres calcular la velocidad media en una sola dirección, la fórmula se simplifica a:

velocidad = distancia / tiempo

Probablemente te hayas dado cuenta de que se suelen intercambiar las palabras rapidez y velocidad, pero no siempre puedes hacerlo. Para saber más al respecto, dirígete a la sección rapidez vs. velocidad.

Además de la velocidad lineal, a la que dedicamos esta calculadora, también existen otros tipos de velocidades, como la velocidad angular con sus correspondientes magnitudes físicas: energía cinética rotacional, aceleración angular o momento de inercia. Cuando un objeto solo tiene velocidad angular, no se desplaza en forma lineal, por lo que no puedes utilizar la fórmula de la velocidad así como se encuentra arriba, ya que solo aplica a desplazamientos lineales.

Lee más sobre velocidad angular en nuestra calculadora de velocidad angular.

Fórmula de la velocidad media y unidades de velocidad

La fórmula de la velocidad media describe la relación entre la longitud de una trayectoria y el tiempo que tardas en recorrerla. Por ejemplo, si conduces un automóvil para recorrer una distancia de 90 en una hora, tu velocidad media es igual a 90 km/h. En el apartado anterior, hemos introducido la ecuación de la velocidad, pero como probablemente ya te habrás dado cuenta, hay más ecuaciones en la calculadora de velocidad. Vamos a enumerarlas y organizarlas a continuación:

  1. Ecuación simple de la velocidad:

    velocidad = distancia / tiempo

  2. Velocidad tras un cierto tiempo de aceleración:

    velocidad final = velocidad inicial + aceleración × tiempo

  3. Fórmula de la velocidad media (media ponderada de las velocidades):

    velocidad media = (velocidad₁ × tiempo₁ + velocidad₂ × tiempo₂ + ...) / tiempo total

Debes utilizar la fórmula de la velocidad media si puedes dividir el trayecto en pocos segmentos. Por ejemplo, conduces un automóvil con una velocidad de 25 km/h durante 1 h en la ciudad y luego alcanzas 90 km/h durante 3 h en la autopista. ¿Cuál es tu velocidad media? Con la calculadora de velocidad, puedes averiguar que será aproximadamente de 73.75 km/h.

A partir de las ecuaciones anteriores, también puedes adivinar cuáles son las unidades de velocidad. En el sistema métrico, las unidades son los metros por segundo m/s y kilómetros por hora km/h. Las unidades del sistema anglosajón, por el otro lado, son los pies por segundo ft/s y millas por hora mph. Recuerda que siempre puedes cambiar fácilmente entre todas ellas en nuestra herramienta.

Cómo calcular la velocidad. Rapidez vs. velocidad

Antes de explicar cómo calcular la velocidad, nos gustaría señalar que hay una ligera diferencia entre velocidad y rapidez. La primera viene determinada por la diferencia entre la posición final y la inicial y tiene en cuenta la dirección del movimiento, mientras que la segunda solo requiere la distancia recorrida. En otras palabras, la velocidad es un vector (con magnitud y dirección), y la rapidez es un escalar (solo con magnitud).

Ha llegado el momento de utilizar la fórmula de la velocidad media en la práctica. Suponiendo que un objeto recorrió 500 metros en 3 minutos, para calcular la velocidad media, debes seguir los siguientes pasos:

  1. Cambia los minutos por segundos (para que el resultado final sea en metros por segundo):

    3 minutos = 3 × 60 = 180 segundos

  2. Divide la distancia por el tiempo:

    velocidad = 500 / 180 = 2.78 m/s.

Probemos con otro ejemplo. Quieres participar en una carrera con tu automóvil que tiene una aceleración de 6.95 m/s². La competición acaba de empezar. ¿Cuál será tu velocidad al cabo de 4 segundos?

  1. Establece la velocidad inicial en cero; no te estás moviendo al principio de la carrera.
  2. Multiplica la aceleración por el tiempo para obtener el cambio en la velocidad como resultado: cambio en la velocidad = 6.95 × 4 = 27.8 m/s.
  3. Como la velocidad inicial era cero, la velocidad final es igual al cambio de velocidad.
  4. Puedes convertir las unidades a km/h multiplicando el resultado por 3.6: 27.8 × 3.6 ≈ 100 km/h.

Por supuesto, puedes hacer estos cálculos mucho más fácilmente utilizando la calculadora de velocidad o incluso nuestra calculadora de rapidez. Solo tendrás que introducir la distancia y el tiempo. Una de las ventajas de utilizar esta calculadora es que no tienes que convertir ninguna unidad a mano. ¡Nuestra herramienta lo hará todo por ti!

Velocidad límite, velocidad de escape y velocidad relativista

La velocidad está presente en muchos aspectos de la física, ¡y hemos creado muchas calculadoras sobre ella! Una de ellas es la llamada velocidad límite o velocidad terminal, que es la máxima velocidad alcanzable por un objeto en caída libre. La velocidad límite se produce en fluidos (por ejemplo, aire o agua) y depende de la densidad del fluido.

¿Te has preguntado alguna vez qué velocidad es necesaria para abandonar un planeta? Esta velocidad se denomina velocidad de escape y se define como la velocidad mínima necesaria para que un objeto escape de la atracción gravitatoria generada por un cuerpo celeste, como un planeta, una luna o una estrella. La velocidad de escape es un concepto de importancia fundamental en astrofísica y en el contexto de los viajes espaciales.

En el ámbuto de altas energías, existe otra velocidad importante: la velocidad relativista. Resulta del hecho de que ningún objeto con una masa distinta de cero puede alcanzar la velocidad de la luz. ¿Por qué? Cuando se aproxima a la velocidad de la luz, su energía cinética se vuelve muy grande, o incluso infinita. Además, esta es la causa de otros fenómenos relativistas como la adición de velocidad relativista, la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud. Además, la famosa fórmula E = mc² de Albert Einstein se basa en el concepto de velocidad relativista.

Esperamos haberte convencido de que la velocidad desempeña un papel esencial en la vida cotidiana y no solo en la ciencia. Esperamos, sobre todo, ¡que hayas disfrutado de nuestra calculadora de velocidad!

FAQ

¿Qué velocidad media lleva una golondrina sin carga?

Bueno, eso depende de si te refieres especie europea o a la africana. En el caso de la europea, parece ser aproximadamente unos 11 m/s. Si te refieres a la especie africana, me temo que no tienes suerte, los jurados siguen deliberando.

¿Cómo se halla la velocidad instantánea?

  1. Encuentra una ecuación que describa cómo la posición (x) cambia con respecto al tiempo (t).
  2. Deriva la fórmula con respecto al tiempo.
  3. Sea dx/dt = velocidad instantánea.
  4. Introduce el tiempo deseado en la fórmula derivada. El resultado es la velocidad instantánea en el tiempo t.

¿Cuánto se tarda en alcanzar la velocidad límite?

El humano promedio tardará aproximadamente 15 segundos en alcanzar el 99% de la velocidad límite con su cuerpo orientado mirando a la Tierra. Alcanzar el 100% de la velocidad límite es muy difícil, si no imposible, ya que la aceleración disminuye exponencialmente a medida que un objeto se acerca a su velocidad terminal. Este tiempo cambiará si la persona cambia la posición de su cuerpo.

¿Puede ser negativa la velocidad?

Sí, la velocidad puede ser negativa. La velocidad es una magnitud vectorial, por lo que si el objeto se mueve en dirección opuesta a la definida como dirección positiva, será negativa. Dos objetos con velocidades iguales, pero opuestas, tienen la misma rapidez, pero se mueven en direcciones opuestas.

¿Cómo hallo la velocidad inicial?

Para hallar la velocidad inicial:

  1. Averigua que datos tienes para poder despejar la velocidad inicial (u) en sus ecuaciones: desplazamiento (s), velocidad final (v), aceleración (a) o tiempo (t).

  2. Si tienes v, a y t, utiliza:

    u = v - at.

  3. Si tienes s, v y t, utiliza:

    u = 2(s/t) - v.

  4. Si tienes s, v y a, utiliza:

    u = √(v² - 2as).

  5. Si tienes s, a y t, utiliza:

    u = (s/t) - (at/2).

¿Cómo puedo hallar la velocidad final?

Para calcular la velocidad final:

  1. Averigua que datos tienes para poder despejar la velocidad final (v) en sus ecuaciones: desplazamiento (s), velocidad inicial (u), aceleración (a) o tiempo (t).

  2. Si tienes u, a y t, utiliza:

    v = u + at

  3. Si tienes s, u y t, utiliza:

    v = 2(s/t) - u.

  4. Si tienes s, a y t, utiliza:

    v = (s/t) + (at/2).

¿Qué es la velocidad de escape?

La velocidad de escape es la velocidad mínima que necesita un objeto para escapar de la atracción gravitatoria de un cuerpo. El ejemplo más común es la velocidad que necesita una nave espacial para salir de la Tierra hacia planetas lejanos, que es de aproximadamente 11.2 km/s.

¿Cuál es la diferencia entre velocidad y aceleración?

Velocidad es la rapidez y dirección con que se mueve un objeto, mientras que aceleración es el cambio en la velocidad de ese objeto en función del tiempo. Las unidades para la velocidad son m/s, mientras que para la aceleración son m/s2.

¿Qué provoca un cambio en la velocidad?

Las interacciones con otros objetos hacen que cambie la velocidad de un cuerpo. Cuando un objeto en movimiento colisiona con otro objeto en su trayectoria, se ralentizará (si colisiona con algo más pequeño, por ejemplo, una partícula de aire) o se detendrá (si choca contra una pared). Si un objeto expulsa materia detrás de él, se acelerará, como un cohete. Un objeto también acelerará hacia otros objetos mediante la gravedad.

¿Cómo calculo la velocidad de escape?

Para calcular la velocidad de escape:

  1. Halla la masa, m, del cuerpo (o planeta) en kilogramos y su radio, r, en metros.

  2. Multiplica m por la constante gravitatoria (6.674 × 10-11) y luego por 2.

  3. Divide el resultado del paso 2 por r.

  4. Toma la raíz cuadrada del resultado del paso 3. El resultado es la velocidad de escape.

Mateusz Mucha and Dominik Czernia, PhD
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