En este post se explica qué es la velocidad lineal en física. Así pues, encontrarás cómo calcular la velocidad lineal, la relación entre la velocidad lineal y la velocidad angular y, además, un ejercicio resuelto paso a paso.
Índice
¿Qué es la velocidad lineal?
La velocidad lineal es la variación de la posición de un cuerpo móvil respecto al tiempo. En un movimiento circular, la velocidad lineal es la velocidad que tiene el cuerpo móvil en un determinado instante de tiempo y, por tanto, la velocidad lineal es tangente a la trayectoria del movimiento circular.
El símbolo de la velocidad lineal es la letra v, aunque también se representa con el símbolo vt porque también se puede llamar velocidad tangencial.
La velocidad lineal es un vector que siempre es tangente a la trayectoria del móvil que realiza el movimiento circular. Asimismo, si la velocidad lineal es constante se trata de un movimiento circular uniforme, pero si la velocidad lineal es variable se trata de un movimiento circular variado.
Fórmula de la velocidad lineal
La velocidad lineal media es igual al desplazamiento lineal (Δs) partido por el intervalo de tiempo transcurrido (Δt). Por lo tanto, para calcular la velocidad lineal media se debe dividir la diferencia entre la posición final y la inicial por la diferencia entre el instante de tiempo final y el inicial (v=Δs/Δt).
De modo que la fórmula para calcular la velocidad lineal media entre dos posiciones de una trayectoria circular es:
Donde:
es la velocidad lineal media.
es el desplazamiento lineal.
es la variación del tiempo.
es la posición final.
es la posición inicial.
es el instante de tiempo final.
es el instante de tiempo inicial.
La velocidad lineal se expresa en unidades de longitud dividido por unidades de tiempo. Por lo tanto, la unidad de la velocidad lineal en el Sistema Internacional es el metro partido por segundo (m/s).
Velocidad lineal y velocidad angular
En este apartado veremos cuál es la relación entre la velocidad lineal y la velocidad angular, ya que la velocidad lineal de un cuerpo que describe un movimiento circular también se puede calcular a partir de la velocidad angular.
La velocidad lineal y la velocidad angular están relacionados matemáticamente, en concreto, la velocidad lineal y la velocidad angular tienen una relación lineal. Ya que la velocidad lineal es igual a la velocidad angular multiplicado por el radio de la trayectoria del movimiento circular.
Así pues, la fórmula que relaciona la velocidad lineal con la velocidad angular es la siguiente:
Donde:
- es la velocidad lineal.
es la velocidad angular.
es el radio de la trayectoria del movimiento giratorio.
Ejemplo del cálculo de la velocidad lineal
Por último, para acabar de entender el concepto de velocidad lineal y cómo se calcula, vamos a ver un ejemplo resuelto en el que se halla este tipo de velocidad.
- Un móvil sigue una trayectoria que describe un movimiento circular uniforme con un radio de 7 m. Si la velocidad angular del cuerpo es de 1,5 rad/s, ¿cuál es su velocidad lineal?
Para hallar la velocidad lineal del móvil que sigue un movimiento circular uniforme simplemente tenemos que aplicar la fórmula vista más arriba:
En este caso, el enunciado del problema ya nos proporciona todos los datos que necesitamos, por lo que sustituimos los valores en la fórmula y calculamos la velocidad lineal:
