Rapidez media y velocidad media

Retomemos el vehículo de la entrada distancia y desplazamiento, que realizó dos desplazamientos: uno de 400 m (el signo + significa que se desplazó 400 m a la derecha) y luego otro de -300 m (el signo - indica que se desplazó 300 m a la izquierda). 

Para tener una idea del ritmo con el que se movió, es decir, que tan rápido se movió, se calcula la rapidez media:

Esto significa que, en promedio, a cada minuto de los cuatro recorrió 1,75 cuadras o 175 m. 

La rapidez media indica, como dijimos, la relación entre cierta distancia recorrida y la unidad de tiempo empleada en recorrerla, pero no informa de la dirección del movimiento

La velocidad media es la relación entre el desplazamiento y una unidad de tiempo. Y como el desplazamiento es un vector (tiene intensidad y dirección), la velocidad media también es un vector que tiene la misma dirección que el vector desplazamiento en el intervalo de tiempo considerado.

En nuestro caso, el desplazamiento a lo largo de los 4 minutos fue de 100 m (insisto, el signo + indica la dirección hacia la derecha).

Esto significa que, en promedio, a cada minuto de los cuatro, se desplazó 25 m hacia la derecha. 

En el video siguiente, otro ejemplo:

Distancia o espacio recorrido. Desplazamiento

Distancia y desplazamiento se usan a menudo como sinónimos. Sin embargo, físicamente, tienen distinto significado. 

El desplazamiento es un vector que surge de comparar posición final con inicial, sin importar lo que ocurrió en el lapso de tiempo para ir de una a otra, es decir, no interesan las posiciones intermedias. 

La distancia es una longitud,  no es un vector (porque no tiene dirección), y tiene que ver con el recorrido o trayectoria, por lo tanto, importan todas las posiciones intermedias durante el intervalo que transcurre desde que va de la inicial hasta la final. 

Veamos un ejemplo en un movimiento rectilíneo o unidimensional (una dimensión, esto es, a lo largo de una recta, generalmente representada por el eje de abscisas o eje de posiciones x, hacia la izquierda o hacia la derecha). 

En el instante 0, un móvil parte de posición -700 m y 2 minutos más tarde llega a posición -300 m. A continuación tarda 2 minutos más  en pasar de posición -300 m a posición -600 m. El primer desplazamiento es de 400 m (el signo + indica la dirección a la derecha) y el segundo de -300 m (el signo - indica la dirección hacia la izquierda). La suma vectorial de estos dos desplazamientos da el desplazamiento total. El desplazamiento que resulta es de 100 m, porque es el resultado de comparar la posición inicial de -700 m en el instante 0 con la final de -600 m después de 4 minutos (no importan las posiciones intermedias). 

Ahora bien, ¿qué distancia recorrió el vehículo?. Primero 400 m hacia la derecha y luego 300 m hacia la izquierda, por lo tanto, la distancia recorrida fue de 700 m (importan todas las posiciones que fue ocupando)

Otro ejemplo para un movimiento en el plano o bidimensional (dos dimensiones, esto es, dos direcciones perpendiculares representadas por los dos ejes, eje x o dirección horizontal y eje y o dirección vertical) en el siguiente enlace:

Diferencia entre distancia y desplazamiento en el plano

Referencia y posición.

Una bici, una moto, un vehículo, un avión, una pelota, una persona, etc, que de ahora en adelante llamaremos móvil, decimos que se mueve o que está en movimiento porque cambia de lugar, o técnicamente, cambia de posición. Ahora bien, ¿cómo nos damos cuenta que un objeto cambia de lugar o posición para poder afirmar que está en movimiento? Por ejemplo, si voy sentado en el colectivo, sin observar al exterior por ninguna ventanilla, puede ser mirando al piso, y escuchando música sin percibir el ruido del motor, mientras el colectivo no frene ni acelere, puedo llegar a pensar que no se está moviendo. Y esto ocurre porque no tengo referencia o sistema de referencia. Esto es, al no mirar por la ventanilla, no puedo ver como lós árboles o una casa en particular "pasan para atrás", señal de que el colectivo está cambiando de lugar, o sea, se está moviendo. 
En San Rafael, los carteles que indican las distancias hacia el Valle, la Villa, Colonia Elena, Cuadro Benegas o Monte Comán, ¿désde dónde se miden?

Desde el punto de referencia que es el que llamamos "kilómetro cero", la intersección de avenidas Mitre y San Martín.

Mirando el plano, por ejemplo, la plaza del inmigrante, se encuentra a 5 cuadras por avenida San Martín (5 cuadras hacia el norte). Esto es la posición de la plaza en referencia al kilómetro cero. Otro ejemplo: la Casa de Elena y Fausto Burgos está ubicada a 6 cuadras por Av. H. Yrigoyen y 1 cuadra por calle Saavedra (6 hacia el oeste y 1 hacia el norte)

A lo largo de una recta, para referencia basta con un punto. Por ejemplo, supongamos que estudiamos un movimiento a lo largo de la recta determinada por las avenidas Yrigoyen y Mitre:

Un vehículo que se encuentra en Yrigoyen al 700 tiene una posición indicada por el vector posición (pinchá en vector): 

El vector posición tiene origen en el punto de referencia (km 0) y extremo en el punto en el cual se encuentra el móvil

Unos minutos más tarde el móvil tiene otro vector posición:

Si comparamos las dos posiciones, obtenemos el vector cambio de posición o desplazamiento, que tiene origen en la posición inicial y extremo en la posición final.

El vector desplazamiento va de la posición inicial a la posición final

Si convenimos en escribir las posiciones a la izquierda del km 0 con signo - y las posiciones a la derecha del km 0 con signo +, entonces la posición inicial del vehículo fue de -700 m y la posición final de -300 m y por lo tanto el desplazamiento para ir de una a otra fue de 400 m.

A ver si entendimos la convención:
Yrigoyen al 700 significa posición -700 m (700 m a la izquierda del punto de referencia)
Yrigoyen al 300 significa posición -300 m (300 m a la izquierda del punto de referencia)
Mitre al 300 significa posición 300 m (300 m a la derecha del punto de referencia)
Mitre al 700 significa posición 700 m (700 m a la derecha del punto de referencia)