Fórmula de la velocidad: distancia, tiempo y ejemplos resueltos

Si un carrito recorre doce metros en cuatro segundos, ¿cómo podemos describir lo deprisa que avanza? Primero necesitamos saber qué se está midiendo. En las conversaciones, «velocidad» suele usarse de forma general. En física se distingue entre rapidez y velocidad.

La fórmula para la rapidez media

Rapidez media = distancia total ÷ tiempo total. La velocidad media utiliza el desplazamiento: el cambio desde la posición inicial hasta la final, con su dirección. En un recorrido recto hacia la derecha, sin regresar, una rapidez media de 3 m/s corresponde a una velocidad media de 3 m/s hacia la derecha. OpenStax explica esta distinción.

En el ejemplo del carrito: 12 m ÷ 4 s = 3 m/s. Se lee «tres metros por segundo». Es el promedio del recorrido; el cálculo no dice si el carrito pasó algún momento más deprisa o más despacio.

Para comprobar la cuenta, multiplica el resultado por el tiempo: 3 × 4 = 12. Recuperas los doce metros del enunciado. Esta comprobación te ayuda a detectar si has dividido los datos en el orden contrario.

La fórmula también permite buscar otro dato. Si un robot mantiene una rapidez media de 2 m/s durante 9 segundos, recorre 2 × 9 = 18 metros. Si recorre 20 metros con una rapidez media de 4 m/s, tarda 20 ÷ 4 = 5 segundos. En cada caso, decide qué dato falta antes de elegir la operación.

Las unidades también forman parte de la respuesta

Un número sin unidad puede resultar confuso. Si usas metros y segundos, obtienes metros por segundo. Si usas kilómetros y horas, obtienes kilómetros por hora. El capítulo de OpenStax sobre unidades explica por qué hay que acompañar las medidas con su unidad y convertirlas antes de compararlas.

Por ejemplo, 36 km/h equivale a 10 m/s: 36 kilómetros son 36 000 metros, y una hora tiene 3600 segundos. Entonces, 36 000 ÷ 3600 = 10. El cambio de número no significa que el móvil haya acelerado; hemos expresado la misma rapidez con otras unidades.

Una ida y vuelta cambia la respuesta

Imagina que recorres diez metros hacia una puerta y vuelves al punto inicial. Todo el trayecto dura diez segundos.

• Distancia total: 10 + 10 = 20 metros.
• Rapidez media: 20 ÷ 10 = 2 m/s.
• Desplazamiento final: 0 metros, porque terminas donde empezaste.
• Velocidad media: 0 ÷ 10 = 0 m/s.

La velocidad media cero no significa que hayas estado quieto todo el tiempo. Describe el cambio total de posición durante el intervalo. Esta es la razón por la que debemos leer si el problema pregunta por distancia recorrida o por desplazamiento.

Actividad resuelta: tres recorridos

Calcula la rapidez media de cada caso. Los datos son inventados para practicar. Incluye todo el tiempo indicado, también las pausas.

1. Un robot de juguete recorre 15 metros en 5 segundos.
2. Una persona camina 120 metros en 60 segundos.
3. Otro carrito recorre 24 metros en 6 segundos y luego permanece parado 2 segundos. Se pregunta por los 8 segundos completos.

Soluciones: 1. 15 ÷ 5 = 3 m/s. 2. 120 ÷ 60 = 2 m/s. 3. 24 ÷ (6 + 2) = 24 ÷ 8 = 3 m/s. Si excluyeras la pausa del tercer caso, estarías respondiendo a una pregunta diferente.

Cinco preguntas con respuestas

1. ¿Qué divides para hallar la rapidez media? La distancia total entre el tiempo total.
2. ¿Qué unidad resulta de dividir metros entre segundos? m/s.
3. ¿Cuánto es 36 km/h en m/s? 10 m/s.
4. ¿Qué desplazamiento tiene la ida y vuelta del ejemplo? Cero metros.
5. ¿Cuál es el tiempo total del último carrito? Ocho segundos, incluida la pausa.

Antes de calcular, anota tres cosas: qué magnitud te piden, cuáles son los datos y qué unidades vas a usar. Después comprueba que la respuesta describe todo el recorrido solicitado.