Fundamentos de Máquinas I

Velocidad relativa

La velocidad relativa entre dos cuerpos es el valor de la velocidad de un cuerpo medida por el otro. Denotaremos al valor la velocidad relativa de un observador B respecto a otro observador A como VBA.

Dadas dos observadores, A y B, cuyas velocidades medidas por un tercer observador son VA y VB, respectivamente, la velocidad relativa de B con respecto a A se denota como VBA y viene dada por:

VBA= VB - VA

Naturalmente, la velocidad relativa de A con respecto a B se denota como VAB y viene dada por:

VAB= VA - VB

de modo que las velocidades relativas VBA y VAB tienen el mismo módulo pero sentidos opuestos.

El cálculo de velocidades relativas en mecánica clásica es totalmente aditivo y encaja con la intuición común sobre velocidades; de esta propiedad de la aditividad surge el método de la velocidad relativa.

Las definiciones y propiedades anteriores para dos observadores en movimiento relativo se aplica también para el caso de dos partículas clásicas A y B, cuyas velocidades medidas por un observador dado sean VA y VB , respectivamente.

Para calcular la velocidad de un punto A que se mueve con respecto a un punto B, que a su vez se mueve respecto a un referencial absoluto, podemos usar la siguiente relación:

VA= VB + VAB

donde:

VA, velocidad absoluta del punto A respecto a la referencia absoluta.
VB, velocidad absoluta del punto B respecto a la referencia absoluta.
VAB, velocidad relativa del punto A respecto al punto B.

Aplicaciones

En ingeniería mecánica es de interés encontrar la velocidad relativa en puntos de contacto de dos piezas, es decir, A y B son el mismo punto del espacio, pero A se mueve con un sólido y B con otro. Resolviendo la velocidad relativa es posible determinar la aceleración relativa entre un sólido y otro que nos va a determinar las fuerzas que se ejercen entre si ambos sólidos. En ingeniería es importante conocer a qué esfuerzos están sometidas las piezas para elegir materiales que soporten dichos esfuerzos.