Rapidesa

De Viquipèdia

En física, la rapidesa (o velocitat lineal) és un valor escalar representat pel símbol v i expressat en termes de quocient entre distància i temps. Quan es parla de velocitat, en realitat se sol parlar de rapidesa, que indica el valor i el sentit de la primera (el mòdul del vector), però no la direcció. De forma equivalent, la rapidesa és el valor absolut de la velocitat:

I si la rapidesa mesura el canvi del desplaçament respecte del temps, el canvi de la rapidesa respecte del temps ve donat per l'acceleració:

[edita] Concepte

El concepte de rapidesa és molt important en la majoria de camps científics i tecnològics, i per extensió a la resta. Avui en dia seria impossible imaginar cotxes sense velocímetres, calcular el temps que trigariem en arribar a un lloc o comprendre conceptes elementals com la gravetat o la temperatura sense la velocitat, i per tant sense la rapidesa.

Cal destacar que abans abans d'Einstein es consideraven la rapidesa i la velocitat depenents del temps, que era la magnitud constant (sobretot a partir del sòlid model de Newton). A partir de la Teoria de la Relativitat d'Einstein es va descobrir que en realitat la rapidesa de la llum era la única constant, i que el temps i l'espai en depenien (i que no són constants), permetent un enorme avenç en camps com l'astronomia.

Més antigament la velocitat, i en general el moviment, ha estat objecte d'estudi des de la Grècia clàssica, tant en la ciència com en la filosofia, passant pels grans científics investigadors com Galileu (que estudiava la gravetat) i d'altres astrònoms com Copèrnic o Kepler. Per últim, Newton va ser qui va acabar de donar forma a la física donant un cos matemàtic consistent en camps com la cinemàtica i la dinàmica.

Aquests exemples mostren com n'és d'important el concepte de rapidesa, i el de velocitat, que relacionen el temps i l'espai, els tres pilars de la física. La seva comprensió profunda afecta dels nivells més elementals la matèria (la temperatura no és sinó energia cinètica dels àtoms), i per tant a través d'ells es comprèn l'estructura de la realitat i les lleis físiques que la governen.

[edita] Unitats

La rapidesa comparteix amb la velocitat la unitat derivada del SI metre per segon o m/s (ms-1). Altres unitats de la rapidesa (i de la velocitat) són:

• quilòmetres per hora (km/h)
• milles per hora (milles terrestres per hora, sistema anglosaxò; 1 mph equival a 1,609 km/h)
• nus marí (milles nàutiques per hora, sistema anglosaxò; 1 nus equival a 1,852 km/h)
• Mach n, on Mach 1 és la rapidesa del so, en condicions habituals, i n indica la proporció respecte aquesta magnitud (343 m/s = 1234.8 km/h).
• rapidesa de la llum o constant c (en el buit), que equival a 299.792.458 m/s.

[edita] Exemples

• Rapidesa d'un cargol comú = 0.001 ms-1; 0.004 km/h; 0.002 mph (1 mil·límetre per segon).
• Una caminada ràpida = 1.7 ms-1; 6 km/h; 4 mph (5.5 peus per segon).
• Corredors olímpics (velocitat mitjana en la cursa de 100 metres llisos) = 10 ms-1; 36 km/h; 22 mph.
• Ascensor del Taipei 101 = 1010 m/min ; 16.7 ms-1 ; 60.6 km/h; 37.6 mph
• Límit de velocitat en una carretera francesa = 36 ms-1; 130 km/h; 80 mph.
• Velocitat de creuer d'un Boeing 747-8 = 290 ms-1; 1050 km/h; 650 mph; (Mach 0.85)
• La velocitat del so a l'aire sec a la pressió de nivell del mar i 20ºC (293K) = 343 ms-1 ≈ 1235 km/h ≈ 768 mph ( = Mach 1 per definició).
• Rècord oficial de velocitat en l'aire = 980 ms-1; 3,530 km/h; 2,194 mph.
• Velocitat d'escapament de la Terra: 11.2 km/s
• Transbordador espacial en reentrada = 7,800 ms-1; 28,000 km/h; 17,500 mph.
• Velocitat mitjana d'òrbita de la Terra = 29,783 ms-1; 107,218 km/h; 66,623 mph.
• Velocitat de la llum en el buit (símbol c) 299,792,458 ms-1 (per definició).