Celeridad

En este artículo se explica qué es la celeridad en física. Asimismo, encontrarás cómo calcular la celeridad junto con un ejemplo resuelto del cálculo de la celeridad.

¿Qué es la celeridad?

En física, la celeridad es una magnitud escalar que se define como el cociente entre la distancia recorrida y el tiempo transcurrido.

Por lo tanto, la celeridad de un cuerpo indica cuánto de rápido es. Cuanto mayor sea la celeridad de un cuerpo, más distancia recorrerá en un intervalo de tiempo.

La celeridad se expresa en unidades de longitud partido por unidades de tiempo. Así pues, la unidad de la celeridad en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el metro partido por segundo (m/s).

En física, el símbolo de la celeridad es la letra c. Aunque también se representa con la letra v (de velocidad), es mejor usar la letra c para evitar confusiones. Más abajo veremos en qué se diferencia la celeridad de la velocidad.

Fórmula de la celeridad

La celeridad es igual a la distancia recorrida (Δs) dividido por la variación en el tiempo (Δt). Por lo tanto, para calcular la celeridad de un cuerpo móvil se debe dividir el espacio recorrido por la diferencia entre el instante de tiempo final y el inicial (c=Δs/Δt).

Entonces, la fórmula para calcular la celeridad es la siguiente:

c=\cfrac{\Delta s}{\Delta t}

Donde:

  • c es la celeridad.
  • \Delta s es la distancia recorrida.
  • \Delta t es el tiempo transcurrido en realizar el movimiento.

Fíjate que para calcular la celeridad se usa la distancia recorrida y no el desplazamiento. Por lo tanto, en el numerador de la fórmula no debemos poner la diferencia entre la posición final y la posición inicial, sino la distancia total recorrida (aunque en ocasiones ambos valores coincidirán).

Ejercicio resuelto de la celeridad

Ahora que ya sabemos la definición de la celeridad y cuál es su fórmula, a continuación veremos un ejercicio resuelto de cómo se calcula la celeridad.

  • Un cuerpo se encuentra inicialmente en la posición x1=2 m, al cabo de un tiempo está en la posición x2=9 m y, finalmente, acaba en la posición x3=6 m. Si en hacer todo el recorrido ha tardado 8 segundos, ¿cuál es la celeridad del cuerpo?

La posición final del cuerpo está por detrás de su posición intermedia, no obstante, para determinar la celeridad debemos tener en cuenta la distancia recorrida durante todo el trayecto. Así pues, primero calcularemos el espacio recorrido en el primero tramo y luego el espacio recorrido en el segundo tramo.

\Delta s_{12}=9-2=7 \ m

\Delta s_{23}=9-6=3 \ m

De modo que la distancia total recorrida es la suma de las dos distancias calculadas:

\Delta s=\Delta s_{12}+\Delta s_{23}=7+3=10 \ m

Finalmente, aplicamos la fórmula de la celeridad para hallar su valor:

c=\cfrac{\Delta s}{\Delta t}=\cfrac{10}{8}=1,25 \ \cfrac{m}{s}

Celeridad media y celeridad instantánea

En este apartado veremos cuál es la diferencia entre la celeridad media y la celeridad instantánea, pues son dos tipos de celeridad que se utilizan frecuentemente en física.

La celeridad media es la celeridad a la que un cuerpo móvil hubiera recorrido una distancia si se hubiera movido con una celeridad constante durante todo el trayecto. Por lo tanto, la celeridad media se calcula dividiendo la distancia recorrida entre el intervalo de tiempo transcurrido.

c_m=\cfrac{\Delta s}{\Delta t}

En general, sino se especifica qué tipo de celeridad se trata, nos referimos a la celeridad media.

Por otro lado, la celeridad instantánea es la celeridad que tiene un cuerpo móvil en un instante de tiempo determinado. Por lo tanto, un cuerpo móvil puede tener una celeridad instantánea diferente en cada instante de tiempo. Matemáticamente, la celeridad instantánea se define como el límite de la celeridad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero. 

\displaystyle c_i=\lim_{\Delta t\to 0}c_m=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{ds}{dt}

Por lo tanto, la diferencia entre la celeridad media y la celeridad instantánea es que la celeridad media es el valor promedio de la celeridad del cuerpo en un trayecto, en cambio, la celeridad instantánea es la celeridad que tiene un cuerpo móvil en un instante de tiempo determinado.

Ejemplos de celeridad

A continuación se muestran varios ejemplos de valores de celeridades en la vida cotidiana:

  • Celeridad de la luz en el vacío: 299 792 458 m/s
  • Celeridad del sonido en el aire: 343,2 m/s
  • Celeridad de crucero de un avión: 230 m/s
  • Celeridad máxima de un coche de Fórmula 1: 105 m/s
  • Celeridad del hombre más rápido: 10,4 m/s
  • Celeridad de la tortuga más rápida: 0,3 m/s
  • Celeridad de un electrón: 0,001 m/s

Celeridad y velocidad

Para terminar, veremos cuál es la diferencia entre la celeridad y la velocidad, pues son dos conceptos de cinemática muy similares que debes saber distinguir.

La diferencia entre la celeridad y la velocidad se encuentra en su fórmula. El cálculo de la celeridad se hace a partir de la distancia recorrida por el móvil, en cambio, la velocidad se calcula mediante el desplazamiento.

Por lo tanto, el numerador de la fórmula de la celeridad y de la velocidad puede ser diferente. En concreto, la celeridad es mayor o igual que la velocidad, ya que la distancia recorrida es mayor o igual que el desplazamiento.

Asimismo, la celeridad instantánea es el módulo de la velocidad instantánea. De manera que si se conoce la velocidad instantánea de una partícula, se puede determinar su celeridad instantánea calculando su módulo.

Ver: Velocidad

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