Calculadora de velocidad de partículas

Acerca del cálculo de velocidad de partículas

La velocidad de una partícula describe tanto la rapidez con que se mueve como su dirección a lo largo del eje elegido. Esta calculadora considera un movimiento unidimensional y supone una aceleración constante. Si se conocen la velocidad inicial, la aceleración y el tiempo transcurrido, aplica la relación cinemática v = u + at. Si no se conoce el tiempo, pero sí el desplazamiento, puede usar v² = u² + 2as y devuelve la raíz cuadrada positiva. La velocidad final introducida directamente tiene prioridad, lo que resulta útil cuando ya se dispone del estado final medido. La velocidad es una magnitud vectorial, por lo que un valor negativo indica movimiento opuesto al sentido positivo elegido. La rapidez es solo el módulo de la velocidad. La calculadora también muestra la velocidad media como la media aritmética de las velocidades inicial y final para un movimiento uniformemente acelerado. Ese promedio solo es adecuado bajo la hipótesis de aceleración constante; si las fuerzas cambian, se requiere integración o un modelo numérico del movimiento. Todas las entradas usan unidades SI: metros, segundos, kilogramos, metros por segundo y metros por segundo al cuadrado. Añadir la masa permite obtener otras dos magnitudes del movimiento. La energía cinética clásica es la mitad del producto de la masa por el cuadrado de la velocidad, por lo que nunca es negativa y aumenta rápidamente con la rapidez. El momento lineal es el producto de la masa por la velocidad y conserva su signo para representar la dirección. La energía cinética se mide en julios y el momento lineal en kilogramos metro por segundo. Estas ecuaciones clásicas son precisas cuando la rapidez es muy inferior a la de la luz y la partícula puede representarse como una masa puntual. Los resultados sirven para clases de cinemática, experimentos de mecánica, preparación de análisis de colisiones, análisis deportivo y estimaciones de ingeniería. No modelan resistencia del aire, masa variable, energía de rotación, efectos relativistas ni trayectorias multidimensionales. Antes de usar un resultado, comprueba que los valores siguen la misma convención de signos y representan el mismo intervalo de movimiento. Si el cuadrado de la velocidad final calculada fuera negativo, la aceleración y el desplazamiento indicados serían físicamente incompatibles con la dirección supuesta. Mantener coherentes las unidades y los signos permite relacionar rápidamente velocidad, energía y momento lineal.

Ejemplos de velocidad de partículas

Cómo usar la calculadora

1. Introduce la velocidad inicial de la partícula manteniendo un sentido positivo coherente.
2. Introduce directamente la velocidad final o añade la aceleración y el tiempo transcurrido o la distancia.
3. Añade una masa positiva si necesitas la energía cinética y el momento lineal.
4. Selecciona Calcular movimiento y revisa los resultados de velocidad, energía y momento lineal.

Preguntas frecuentes