Questo articolo spiega cos’è la velocità istantanea in fisica. Allo stesso modo, imparerai come calcolare la velocità istantanea, un esercizio risolto e la differenza tra la velocità istantanea e altri concetti di fisica.
Cos’è la velocità istantanea?
La velocità istantanea è la velocità di un corpo in movimento in un dato istante. In altre parole, la velocità istantanea di un corpo è la sua velocità in un singolo istante, non in un periodo di tempo prolungato.
La velocità istantanea di un corpo può cambiare in qualsiasi momento, a differenza della velocità media. Quindi, quando studiamo la velocità istantanea, analizziamo la velocità di un corpo in un istante specifico, non in un lungo intervallo di tempo.
Ad esempio, se la velocità istantanea di un corpo che si muove nel tempo t=7 s è pari a 5 m/s, ciò significa che questo corpo si muove alla velocità di 5 m/s nel tempo t=7 s. Ma nell’istante successivo la velocità istantanea può assumere qualsiasi altro valore.
Formula per la velocità istantanea
Matematicamente, la velocità istantanea è definita come il limite della velocità media quando l’intervallo di tempo si avvicina allo zero. La velocità istantanea è quindi pari alla derivata dell’equazione della posizione rispetto al tempo.
Quindi, la formula per la velocità istantanea è la seguente:
Oro:
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è la velocità istantanea.
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è la velocità media.
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è la variazione della posizione.
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è l’intervallo di tempo tendente a 0, cioè infinitamente piccolo.
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è la derivata della posizione del corpo rispetto al tempo.
Esempio reale di velocità istantanea
Una volta vista la definizione di velocità istantanea e qual è la sua formula, vedremo un esempio concreto per capire bene come viene calcolata.
- La posizione di una particella in movimento è definita dalla seguente equazione:
, qual è la velocità istantanea della particella al secondo t=4s?
La prima cosa che dobbiamo fare è derivare l’equazione per la posizione in funzione del tempo per trovare l’equazione per la velocità istantanea:
Ora che conosciamo l’espressione che definisce la velocità istantanea, sostituiamo semplicemente l’istante di tempo t=4 s nell’equazione ed eseguiamo i calcoli:
Velocità istantanea e velocità istantanea
Successivamente vedremo qual è la differenza tra velocità istantanea e velocità istantanea, poiché si tratta di due concetti fisici che spesso vengono confusi.
La differenza tra velocità e velocità è nel tuo calcolo. Quindi, la velocità è uguale alla distanza percorsa divisa per il tempo trascorso, mentre la velocità viene calcolata dividendo lo spostamento per l’intervallo di tempo trascorso.
Pertanto, la differenza tra velocità istantanea e velocità istantanea è che la velocità istantanea viene calcolata dal cambiamento di posizione, mentre la velocità istantanea viene calcolata dallo spostamento.
Velocità istantanea e velocità media
Infine vedremo qual è la differenza tra velocità istantanea e velocità media, poiché si tratta di due tipi di velocità che dobbiamo saper distinguere.
La velocità media è la velocità alla quale un corpo cambierebbe posizione se si fosse mosso a velocità costante lungo tutto il percorso.
La differenza tra velocità istantanea e velocità media è che la velocità istantanea è la velocità che ha un corpo in un dato momento. Tuttavia la velocità media è la velocità che un corpo avrebbe se avesse cambiato posizione con velocità costante nel tempo. l’intera traiettoria.
In realtà la velocità istantanea è la velocità media di un intervallo di tempo molto piccolo, talmente piccolo da essere considerato un solo istante.