Cet article explique ce qu'est la vitesse en physique. Vous découvrirez également comment calculer la hâte ainsi qu'un exemple concret de calcul de la hâte.
Qu'est-ce que la vitesse ?
En physique, la vitesse est une grandeur scalaire définie comme le quotient entre la distance parcourue et le temps écoulé.
Par conséquent, la vitesse d’un corps indique sa vitesse. Plus un corps est rapide, plus il parcourt de distance dans un intervalle de temps.
La vitesse est exprimée en unités de longueur divisées par des unités de temps. Ainsi, l'unité de vitesse dans le Système International d'Unités (SI) est le mètre divisé par seconde (m/s).
En physique, le symbole de la vitesse est la lettre c. Bien qu’elle soit également représentée par la lettre v (pour vitesse), il est préférable d’utiliser la lettre c pour éviter toute confusion. Ci-dessous, nous verrons en quoi la vitesse diffère de la vitesse.
Formule de vitesse
La vitesse est égale à la distance parcourue (Δs) divisée par la variation du temps (Δt). Ainsi, pour calculer la vitesse d’un corps mobile, l’espace parcouru doit être divisé par la différence entre l’instant final et l’instant initial (c=Δs/Δt).
Ainsi, la formule pour calculer la vitesse est la suivante :
Où:
-
est la vitesse. -
est la distance parcourue. -
est le temps nécessaire pour effectuer le mouvement.
Notez que pour calculer la vitesse, c'est la distance parcourue qui est utilisée et non le déplacement. Par conséquent, au numérateur de la formule, nous ne devons pas mettre la différence entre la position finale et la position initiale, mais la distance totale parcourue (même si parfois les deux valeurs coïncident).
Exercice de célérité résolu
Maintenant que nous connaissons la définition de la vitesse et quelle est sa formule, nous verrons ensuite un exercice résolu sur la façon dont la vitesse est calculée.
- Un corps est initialement à la position x 1 = 2 m, après un certain temps il est à la position x 2 = 9 m et, enfin, il finit à la position x 3 = 6 m. S’il fallait 8 secondes pour parcourir tout le voyage, quelle est la vitesse du corps ?
La position finale du corps est derrière sa position intermédiaire, cependant, pour déterminer la vitesse il faut tenir compte de la distance parcourue pendant tout le trajet. Ainsi, nous calculerons d’abord l’espace parcouru dans la première section puis l’espace parcouru dans la deuxième section.
La distance totale parcourue est donc la somme des deux distances calculées :
Enfin, on applique la formule de vitesse pour trouver sa valeur :
Vitesse moyenne et vitesse instantanée
Dans cette section, nous verrons la différence entre la vitesse moyenne et la vitesse instantanée, car ce sont deux types de vitesse fréquemment utilisés en physique.
La vitesse moyenne est la vitesse à laquelle un corps en mouvement aurait parcouru une distance s'il s'était déplacé à une vitesse constante tout au long du trajet. Par conséquent, la vitesse moyenne est calculée en divisant la distance parcourue par l'intervalle de temps écoulé.
De manière générale, s’il n’est pas précisé de quel type de vitesse il s’agit, on se réfère à la vitesse moyenne.
D’autre part, la célérité instantanée est la vitesse qu’a un corps en mouvement à un instant donné. Par conséquent, un corps en mouvement peut avoir une célérité instantanée différente à chaque instant. Mathématiquement, la vitesse instantanée est définie comme la limite de la vitesse moyenne lorsque l'intervalle de temps tend vers zéro.
Par conséquent, la différence entre la vitesse moyenne et la vitesse instantanée est que la vitesse moyenne est la valeur moyenne de la vitesse du corps sur un chemin, tandis que la vitesse instantanée est la vitesse qu'a un corps en mouvement à un instant donné. .
Exemples de vitesse
Vous trouverez ci-dessous plusieurs exemples de valeurs de célérité au quotidien :
- Vitesse de la lumière dans le vide : 299 792 458 m/s
- Vitesse du son dans l'air : 343,2 m/s
- Vitesse de croisière d'un avion : 230 m/s
- Vitesse maximale d'une voiture de Formule 1 : 105 m/s
- Vitesse de l'homme le plus rapide : 10,4 m/s
- Vitesse de tortue la plus rapide : 0,3 m/s
- Vitesse d'un électron : 0,001 m/s
Célérité et rapidité
Enfin, nous verrons la différence entre vitesse et vitesse, puisque ce sont deux notions cinématiques très similaires qu'il faut savoir distinguer.
La différence entre hâte et vitesse se trouve dans sa formule. Le calcul de la vitesse se fait à partir de la distance parcourue par le mobile, par contre, la vitesse se calcule par déplacement.
Par conséquent, le numérateur de la formule de vitesse et de vitesse peut être différent. Plus précisément, la vitesse est supérieure ou égale à la vitesse, puisque la distance parcourue est supérieure ou égale au déplacement.
De même, la hâte instantanée est le module de la vitesse instantanée. Ainsi, si la vitesse instantanée d’une particule est connue, sa vitesse instantanée peut être déterminée en calculant sa magnitude.