Qu'est-ce que la vitesse en physique ?

Le concept est lié à la distance, au taux et au temps

La vitesse est une mesure de distance par unité de temps. C

Mina De La O/Getty Images





La vitesse est définie comme un vecteur mesure de la vitesse et de la direction du mouvement. En termes simples, la vitesse est la vitesse à laquelle quelque chose se déplace dans une direction. La vitesse d'une voiture voyageant vers le nord sur une autoroute principale et la vitesse d'un lancement de fusée dans l'espace peuvent toutes deux être mesurées à l'aide de la vitesse.

Comme vous l'avez peut-être deviné, la magnitude scalaire (valeur absolue) du vecteur vitesse est la la rapidité de mouvement. Dans calcul termes, la vitesse est la première dérivée de la position par rapport au temps. Vous pouvez calculer la vitesse en utilisant une formule simple qui inclut le taux, la distance et le temps.



Formule de vitesse

La façon la plus courante de calculer le vitesse constante d'un objet se déplaçant en ligne droite est de cette formule :

r = / t
  • r est le taux ou la vitesse (parfois désigné par dans pour la vitesse)
  • est la distance parcourue
  • t c'est le temps qu'il faut pour terminer le mouvement

Unités de vitesse

Les unités SI (internationales) de vitesse sont m/s (mètres par seconde), mais la vitesse peut également être exprimée en n'importe quelle unité de distance par temps. Les autres unités comprennent les miles par heure (mph), les kilomètres par heure (kph) et les kilomètres par seconde (km/s).



Vitesse, vélocité et accélération

Vitesse, vélocité et accélération sont tous liés les uns aux autres, bien qu'ils représentent des mesures différentes. Attention à ne pas confondre ces valeurs entre elles.

    La rapidité, selon sa définition technique, est une quantité scalaire qui indique le taux de distance de mouvement par temps. Ses unités sont la longueur et le temps. Autrement dit, la vitesse est une mesure de la distance parcourue pendant un certain laps de temps. La vitesse est souvent décrite simplement comme la distance parcourue par unité de temps. C'est la vitesse à laquelle un objet se déplace.Rapiditéest une quantité vectorielle qui indique le déplacement, le temps et la direction. Contrairement à la vitesse, la vitesse mesure déplacement, une quantité vectorielle indiquant la différence entre les positions finale et initiale d'un objet. La vitesse mesure la distance, une quantité scalaire qui mesure la longueur totale du chemin d'un objet.Accélérationest défini comme une quantité vectorielle qui indique le taux de changement de vitesse. Il a des dimensions de longueur et de temps dans le temps. L'accélération est souvent appelée « accélération », mais elle mesure en réalité les changements de vitesse. L'accélération peut être vécue tous les jours dans un véhicule. Vous appuyez sur l'accélérateur et la voiture accélère, augmentant sa vitesse.

Pourquoi la vitesse est importante

La vitesse mesure le mouvement commençant à un endroit et se dirigeant vers un autre endroit. Les applications pratiques de la vitesse sont infinies, mais l'une des raisons les plus courantes de mesurer la vitesse est de déterminer à quelle vitesse vous (ou tout ce qui est en mouvement) arriverez à destination à partir d'un emplacement donné.

Velocity permet de créer des horaires de déplacement, un type courant de problème de physique assigné aux étudiants. Par exemple, si un train quitte Penn Station à New York à 14 heures. et que vous connaissez la vitesse à laquelle le train se déplace vers le nord, vous pouvez prédire quand il arrivera à la gare sud de Boston.

Exemple de problème de vitesse

Pour comprendre la vitesse, jetez un œil à un exemple de problème : un étudiant en physique fait tomber un œuf d'un immeuble extrêmement haut. Quelle est la vitesse de l'œuf après 2,60 secondes ?



La partie la plus difficile de la résolution de la vitesse dans un problème de physique comme celui-ci est de sélectionner la bonne équation et de brancher les bonnes variables. Dans ce cas, deux équations doivent être utilisées pour résoudre le problème : une pour trouver la hauteur du bâtiment ou la distance parcourue par l'œuf et une pour trouver la vitesse finale.

Commencez par l'équation de distance suivante pour déterminer la hauteur du bâtiment :



ré = vje*t + 0,5*a*tdeux

est la distance, dansje est la vitesse initiale, t est le temps, et un est l'accélération (qui représente la gravité, dans ce cas, à -9,8 m/s/s). Branchez vos variables et vous obtenez :

d = (0 m/s)*(2,60 s) + 0,5*(-9,8 m/sdeux)(2,60 s)deux
d = -33,1 m
(le signe négatif indique la direction vers le bas)

Ensuite, vous pouvez brancher cette valeur de distance pour résoudre la vitesse à l'aide de l'équation de vitesse finale :



dansF= vje+ un*t

dansF est la vitesse finale, dansje est la vitesse initiale, un est l'accélération, et t est le temps. Vous devez résoudre la vitesse finale car l'objet a accéléré en descendant. Puisque l'œuf a été lâché et non lancé, la vitesse initiale était de 0 (m/s).

dansF= 0 + (-9,8 m/sdeux)(2,60 s)
dansF= -25,5 m/s

Ainsi, la vitesse de l'œuf après 2,60 secondes est de -25,5 mètres par seconde. La vitesse est généralement signalée comme une valeur absolue (seulement positive), mais rappelez-vous qu'il s'agit d'une quantité vectorielle et qu'elle a une direction ainsi qu'une amplitude. Habituellement, le déplacement vers le haut est indiqué par un signe positif et vers le bas par un signe négatif, faites juste attention à l'accélération de l'objet (négatif = ralentissement et positif = accélération).