Velocidad: definición, fórmula (v = distancia/tiempo) y conceptos clave

Aprende qué es la velocidad, su fórmula v=distancia/tiempo y conceptos clave: velocidad media, instantánea y unidades. Explicaciones claras y ejemplos prácticos.

La velocidad es la distancia que recorre un objeto en movimiento en un tiempo determinado. La velocidad es una medida de la rapidez con la que se mueve algo. La velocidad media de un objeto en un tiempo determinado es la distancia que ha recorrido el objeto dividida por el tiempo. La velocidad también es la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo. Velocidad=distancia/tiempo

Fórmula básica y unidades

La expresión más simple es:

• v = distancia / tiempo

Donde:

• v representa la velocidad (símbolo habitual).
• distancia es la longitud recorrida (en metros, kilómetros, etc.).
• tiempo es el intervalo temporal (en segundos, horas, etc.).

Unidad del Sistema Internacional (SI): metro por segundo (m/s). Otras unidades frecuentes: kilómetros por hora (km/h), centímetros por segundo (cm/s). Para convertir:
1 m/s = 3,6 km/h (multiplicar por 3,6) — 1 km/h = 0,27778 m/s (multiplicar por 1/3,6).

Velocidad media vs velocidad instantánea

Velocidad media: es el cociente entre el desplazamiento total y el tiempo total. Si usamos el símbolo Δ (delta) para cambios,

• v_media = Δx / Δt,

donde Δx es el desplazamiento (posición final − posición inicial) y Δt el intervalo de tiempo. Importante: el desplazamiento es una magnitud vectorial (tiene signo/dirección), mientras que la distancia total recorrida es escalar (siempre positiva).

Velocidad instantánea: es la velocidad en un instante concreto. En cálculo se obtiene como el límite del cociente anterior cuando Δt tiende a cero, es decir la derivada de la posición respecto al tiempo:

• v(t) = dx/dt

La velocidad instantánea puede variar con el tiempo y puede ser positiva o negativa según la dirección del movimiento.

Velocidad (vector) vs rapidez (escalar)

• Velocidad: magnitud vectorial que indica cuánto y en qué dirección cambia la posición de un objeto. Puede ser negativa si el movimiento es en sentido contrario al eje elegido.
• Rapidez (o velocidad escalar): magnitud escalar que mide sólo la rapidez (qué tan rápido se mueve), normalmente calculada como distancia recorrida / tiempo y siempre es no negativa.

Ejemplo: si un coche recorre 10 km hacia el este y luego 10 km hacia el oeste en 2 h, la distancia total es 20 km, la rapidez media = 20 km / 2 h = 10 km/h, pero el desplazamiento neto es 0 km, por lo que la velocidad media (vectorial) = 0 km/h.

Ejemplos prácticos

• Un coche recorre 150 km en 2 h. Velocidad media = 150 km / 2 h = 75 km/h. En m/s: 75 × 1000 / 3600 = 20,83 m/s.
• Si la posición viene dada por x(t) = 5 t² (en metros, t en segundos), la velocidad instantánea es v(t) = dx/dt = 10 t. A t = 3 s, v = 30 m/s.
• Si un objeto se desplaza −4 m en 2 s (tomando una orientación positiva), su velocidad media es (−4 m) / 2 s = −2 m/s, indicando movimiento en el sentido negativo.

Representación gráfica

En un gráfico de posición vs tiempo, la pendiente de la curva en un punto da la velocidad instantánea (pendiente = Δx/Δt). En un gráfico de velocidad vs tiempo, el área bajo la curva entre dos instantes representa el desplazamiento en ese intervalo.

Errores comunes y consejos

• No confundir distancia con desplazamiento: la velocidad media vectorial usa desplazamiento, la rapidez usa distancia recorrida.
• Tener en cuenta las unidades antes de operar (convertir km/h a m/s cuando sea necesario).
• Recordar que la velocidad puede ser negativa por la dirección; la rapidez nunca lo es.
• Para movimientos con aceleración variable, use la derivada (velocidad instantánea) o integre la aceleración para obtener la velocidad.

En resumen: la fórmula básica v = distancia/tiempo se usa para calcular una rapidez media sencilla, pero en física es importante distinguir entre velocidad (vectorial), rapidez (escalar), velocidad media e instantánea, y prestar atención a las unidades y al signo que indica dirección.

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