Celeritat

Celeritat

Símbol	v
Unitats	m/s
Fórmula	$v=s/t$

Enfísica,laceleritat,rapidesaoràpidaés un valorescalarrepresentat pel símbolvi que expressa quant varia laposició,sense tenir en compte el canvi d'orientació, en funció deltemps.Lavelocitatés la suma de la variació de la posició, segons una trajectòria donada i que comportà una distància; però a més té en compte la variació d'orientació. El canvi d'orientació es diuvelocitat angular,no comporta un canvi de posició a l'espai sinó un canvi de com està encarat un cos, per exemple ho seria el moviment de balanceig a un costat i l'altre d'un vaixell amarrat. La velocitat angular només té sentit a lamecànicadelsòlid rígid,mentre que a la mecànica del punt, com aquest és unidimensional i no pot canviar d'orientació, aquesta resulta nul·la i, conseqüentment, coincideix amb el mòdul del vector velocitat. Quan es parla develocitat,en realitat se sol parlar de celeritat, que indica el valor i el sentit de la primera (el mòdul delvector), però no la direcció. De forma equivalent, la celeritat és el valor absolut de la velocitat:

$\mathbf {v} ={\frac {\Delta \mathbf {x} }{\Delta \mathbf {t} }}=\left|{\vec {\mathbf {v} }}\right|$

I si la celeritat mesura el canvi deldesplaçamentrespecte deltemps,el canvi de la celeritat respecte del temps és causat per l'acceleració:

$\mathbf {a} ={\frac {d\mathbf {v} }{d\mathbf {t} }}$

Concepte

El concepte de celeritat és molt important en la majoria de campscientíficsitecnològics,i per extensió a la resta. Avui en dia seria impossible imaginarcotxessensevelocímetres,calcular el temps que trigaríem a arribar a un lloc o comprendre conceptes elementals com lagravetato latemperaturasense la velocitat, i per tant sense la celeritat.

Cal destacar que abans d'Einsteines considerava que la celeritat i la velocitat eren dependents del temps, que era la magnitud constant (sobretot a partir del sòlid model deNewton). A partir de lateoria de la Relativitatd'Einstein es va descobrir que, en realitat, la celeritat de la llum era l'única constant, i que el temps i l'espai en depenien (i que no són constants), permetent un enorme avenç en camps com per exemple l'astronomia.

Més antigament, la velocitat, i en general el moviment, ha estat objecte d'estudi des de laGrècia clàssica,tant en laciènciacom en lafilosofia,passant pels grans científics investigadors com per exempleGalileu(que estudiava la gravetat)i d'altres astrònoms comCopèrnicoKepler.Finalment, Newton va ser qui va acabar de donar forma a la física donant un cos matemàtic consistent en camps com lacinemàticai ladinàmica.

Aquests exemples mostren com és d'important el concepte de celeritat, i el de velocitat, que relacionen el temps i l'espai, els tres pilars de lafísica.La seva comprensió profunda afecta dels nivells més elementals la matèria (latemperaturano és sinóenergia cinèticadelsàtoms), i per tant a través d'ells es comprèn l'estructura de la realitat i les lleis físiques que la governen.

Unitats

La celeritat comparteix amb la velocitat launitat derivada del Sistema Internacionalmetre per segono m/s (ms-1). Altres unitats de la celeritat (i de la velocitat) són:

• quilòmetres per hora (km/h)
• milles per hora (milles terrestresper hora, sistema anglosaxó; 1 mph equival a 1,609 km/h)
• nus marí (milles marinesper hora, sistema anglosaxó; 1 nus equival a 1,852 km/h)
• Machn,on Mach 1 és laceleritat del so,en condicions habituals, inindica la proporció respecte a aquesta magnitud (343 m/s = 1234.8 km/h).
• celeritat de la llumo constantc(en elbuit), que equival a 299.792.458 m/s.

Exemples

Els cargols sovint són utilitzats de manera figurada per descriure algú o quelcom que es mou extremament lent.

L'SR-71 Blackbirdva ser l'aviómés ràpid del món durant tota la seva vida activa i el seu rècord encara no ha estat superat.

• celeritat d'uncaragolcomú = 0,001 ms-1; 0,004 km/h; 0,002 mph (1mil·límetrepersegon).
• Una caminada ràpida = 1.7 ms-1; 6 km/h; 4 mph (5.5 peus per segon).
• Corredorsolímpics(velocitat mitjanaen la cursa de100 metres llisos) = 10 ms-1; 36 km/h; 22 mph.
• Ascensor delTaipei 101= 1010 m/min; 16,7 ms-1; 60,6 km/h; 37,6 mph
• Límit de velocitat en unaautopistafrancesa = 36 ms-1; 130 km/h; 80 mph.
• Velocitat de creuer d'unBoeing 747-8= 290 ms-1; 917 km/h; 650 mph; (Mach 0.85)
• La velocitat del so a l'aire sec a la pressió de nivell del mar i 20 °C (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'escapamentde laTerra:11,2 km/s
• Transbordador espacialen 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 llumen el buit (símbolc) 299,792,458 ms-1 (per definició).

Bibliografia

• Feynman,Richard P.;Leighton,Robert B.;Sands,Matthew.The Feynman Lectures on Physics(en anglès). 1. Reading (Massachusetts): Addison-Wesley, 1963.ISBN 0-201-02116-1.

Enllaços externs

• Web sobre cinemàticaArxivat2009-04-23 aWayback Machine.: velocitat, rapidesa i celeritat
• Glossari de físicaArxivat2009-12-04 aWayback Machine.amb terminologia referent a la celeritat i conceptes relacionats
• Convertidor d'unitats de celeritat en líniaArxivat2020-10-04 aWayback Machine.(anglès)
• Convertidor de km/h en mph(anglès)
• Experiments i exercicis sobre la celeritatArxivat2006-01-15 aWayback Machine.(alemany)