¿Por qué y cómo existe la velocidad negativa?

• La velocidad es un vector. La velocidad es su magnitud.
• La posición es un vector. La longitud (o distancia ) es su magnitud.

Un vector apunta en una dirección en el espacio. Un vector negativo (o más precisamente "el negativo de un vector") simplemente apunta en dirección opuesta.

Si conduzco de casa al trabajo (definiendo mi dirección positiva ), entonces mi velocidad es positiva si voy al trabajo , pero negativa cuando vuelvo del trabajo a casa. Se trata de la dirección vista desde cómo definí mi eje positivo .

Considere un ejemplo en el que termino más atrás que donde comencé. Debo haber tenido una velocidad neta negativa para terminar yendo hacia atrás (termino en una posición negativa ). Pero solo porque hacia atrás y hacia adelante están claramente definidos como las direcciones negativa y positiva , respectivamente, antes de comenzar.

Entonces, ¿existe la velocidad negativa? Bueno, dado que es solo una cuestión de palabras que describen el evento, entonces sí . La velocidad negativa solo significa velocidad en la dirección opuesta a la que sería positiva.

Desde el punto de vista matemático, no puede tener "velocidad negativa" en sí misma, solo "velocidad negativa en una dirección dada".

La velocidad es un vector de 3 dimensiones, no existe un vector 3D positivo o negativo.

Sin embargo, si considera la velocidad en la dirección$\mathrm{x}$, dónde$\hat{\mathbf{e}}_{\mathrm{x}}$es algún vector unitario que da una dirección de referencia (digamos, "Oeste"), entonces la velocidad "en dirección$\mathrm{x}$” es simplemente el producto escalar de la velocidad y$\hat{\mathbf{e}}_{\mathrm{x}}$. Esta cantidad es un número real y puede ser negativa. Si es negativo, es igual a$-1 \times \text{(velocity in direction -x)}$: calcule la velocidad en la dirección opuesta e invierta el signo.

Creo que una de las razones principales por las que tienes velocidad es para aislar una dirección particular de movimiento de tu velocidad de avance.

Si viaja al noreste, puede extraer la velocidad a la que se mueve hacia el este calculando su velocidad hacia el este (posiblemente 1/3 de su velocidad viajando NNE).

Las velocidades negativas probablemente llegaron como consecuencia del hecho de que al medir una velocidad, tienes que definir una dirección.

Negativo y positivo es arbitrario. Si definiera el norte como positivo, el sur sería negativo. Si definiera el sur como positivo, el norte sería negativo. La señalización simplemente sirve para proporcionar la dirección del vector de velocidad en relación con alguna dirección positiva definida. Todas las direcciones son arbitrarias y puede crear cualquier sistema de coordenadas para sus eventos siempre que todo sea consistente entre sí.

Necesitamos esta convención para explicar la posición como una función del tiempo, por ejemplo. Si la velocidad se fijara como positiva, o de manera similar, si fuera escalar, la mecánica tendría algunos problemas, ya que significaría que un objeto nunca podría desacelerar y mucho menos retroceder.

Solo consideraré el movimiento unidimensional (movimiento a lo largo de un solo eje). El objetivo principal de términos como posición y velocidad es describir fácilmente el movimiento de un objeto.

Definimos la velocidad como la tasa de cambio de posición. Por convención, elegimos un punto fijo (a lo largo del eje de movimiento) y lo llamamos origen y definimos la posición de un objeto en esa línea en función de la distancia desde este punto. Nuevamente, la convención general es que las distancias medidas hacia la derecha son positivas y las medidas hacia la izquierda son negativas (puede usarlas al revés si lo desea). Puede ver fácilmente que al definir la medición de la posición de esta manera hemos cubierto todos los puntos en el eje. .En estas convenciones una posición 2m significa 2m a la derecha del origen y una posición -6m significa 6m a la izquierda del origen.

Ahora habrá escuchado que el signo de la velocidad da dirección, pero antes que nada, las direcciones son solo referencias hechas por nosotros. Por prueba y error, podemos distinguir el significado físico del signo + o -. (Por convención, la dirección en la que los números negativos aumentan se llama dirección negativa (es decir, izquierda en este caso) y la dirección en la que los números positivos aumentan dirección positiva (es decir, derecha en este caso)).

Ejemplo:-

Primero ves un objeto a 2 m y luego a -3 m después de 5 s. Dices que se ha movido hacia la izquierda o en dirección negativa. Ahora, por la definición de velocidad, calcula el cambio en la posición (-3-2)m = -5m (analizando, puede ver que el "-" salió automáticamente como resultado de nuestra convención) y el cambio en el tiempo = 5s. Al dividir, obtienes la velocidad como (-1 m/s) o puedes decir que el objeto se movía hacia la izquierda a 1 m/s. De esta manera, puedes averiguar qué significa el signo negativo. Simplemente significa que el movimiento es hacia la dirección negativa o hacia la izquierda. (Como puede ver, nuestras definiciones y convenciones nos ayudan a describir completamente el movimiento de un objeto, tanto la velocidad a la que se mueve como hacia dónde se mueve)

En el lenguaje informático FORTH, la tortuga puede ir a cualquier parte del plano, yendo siempre 'adelante' X unidades y girando a la izquierda o a la derecha en Y unidades de ángulo. La tortuga ignora la noción de negativo y sin embargo se mueve es decir en cualquier referencial las coordenadas del espacio varían en el tiempo, y tiene una velocidad.

La Pregunta y varias de las Respuestas desconocen la diferencia entre el carácter positivo de cualquier cantidad de una cantidad física y la representación en un referencial que fue construido por convención y facilidad de uso. Compara el referencial Polar no hay negativos y el cartesiano habitual .

Por ejemplo : la longitud de algo, la distancia de aquí a allá es siempre positiva.

Un vector es un par de magnitud y dirección, su longitud es positiva por definición.

Cuando representamos que un objeto se mueve de la posición 0 a -X y luego vuelve a 0, no podemos decir que se movió 0 unidades (-4+4=0) de longitud. De hecho se movió el doble de la longitud 4, es decir 8 unidades de longitud.
Si tomó 2 segundos en ese movimiento ( vea la noción de velocidad versus velocidad ), entonces no podemos sumar los dos vectores y decir que ... es 0.
Ese enlace proporciona una distinción entre dos nociones diferentes de velocidad en los libros de texto y el concepto de velocidad .

definición 1:$s=\frac{distance}{\Delta\ t}$(depende de la ruta)
def 2 :$s=\left|\frac{\vec{v}}{\Delta\ t}\right|$