Cet article explique ce qu'est la vitesse instantanée en physique. De même, vous découvrirez comment calculer la vitesse instantanée, un exercice résolu et la différence entre la vitesse instantanée et d'autres concepts physiques.
Qu'est-ce que la vitesse instantanée ?
La vitesse instantanée est la vitesse d'un corps en mouvement à un instant donné. Autrement dit, la vitesse instantanée d’un corps est sa vitesse en un seul instant, et non sur une période de temps prolongée.
La vitesse instantanée d’un corps peut changer à chaque instant, contrairement à la vitesse moyenne. Ainsi, lorsque nous étudions la vitesse instantanée, nous analysons la vitesse d’un corps à un instant précis, et non sur un long intervalle de temps.
Par exemple, si la vitesse instantanée d'un corps en mouvement au temps t=7 s est égale à 5 m/s, cela signifie que ce corps se déplace à une vitesse de 5 m/s au temps t=7 s. Mais à l’instant suivant, la vitesse instantanée peut avoir n’importe quelle autre valeur.
Formule pour une vitesse instantanée
Mathématiquement, la vitesse instantanée est définie comme la limite de la vitesse moyenne lorsque l'intervalle de temps tend vers zéro. La vitesse instantanée est donc égale à la dérivée de l’équation de position par rapport au temps.
Ainsi, la formule de la vitesse instantanée est la suivante :
Où:
-
est la vitesse instantanée. -
est la vitesse moyenne. -
est la variation de la position. -
est l'intervalle de temps tendant vers 0, c'est-à-dire un intervalle de temps infiniment petit. -
est la dérivée de la position du corps par rapport au temps.
Exemple concret de vitesse instantanée
Une fois que nous aurons vu la définition de la vitesse instantanée et quelle est sa formule, nous allons voir un exemple concret pour bien comprendre comment elle est calculée.
- La position d'une particule en mouvement est définie par l'équation suivante :
, quelle est la vitesse instantanée de la particule à la seconde t=4s ?
La première chose que nous devons faire est de dériver l’équation de la position par rapport au temps afin de trouver l’équation de la vitesse instantanée :
Maintenant que nous connaissons l'expression qui définit la vitesse instantanée, il suffit de substituer l'instant de temps t=4 s dans l'équation et de faire les calculs :
Vitesse instantanée et vitesse instantanée
Nous verrons ensuite quelle est la différence entre vitesse instantanée et vitesse instantanée, car ce sont deux concepts physiques fréquemment confondus.
La différence entre vitesse et vélocité se trouve dans votre calcul. Ainsi, la vitesse est égale à la distance parcourue divisée par le temps écoulé, tandis que la vitesse est calculée en divisant le déplacement par l'intervalle de temps écoulé.
Par conséquent, la différence entre la vitesse instantanée et la vitesse instantanée est que la vitesse instantanée est calculée à partir du changement de position, tandis que la vitesse instantanée est calculée à partir du déplacement.
Vitesse instantanée et vitesse moyenne
Enfin, nous verrons quelle est la différence entre vitesse instantanée et vitesse moyenne, puisque ce sont deux types de vitesse qu'il faut savoir distinguer.
La vitesse moyenne est la vitesse à laquelle un corps aurait changé de position s'il s'était déplacé à une vitesse constante tout au long du trajet.
La différence entre la vitesse instantanée et la vitesse moyenne est que la vitesse instantanée est la vitesse qu'un corps a à un instant donné. Cependant, la vitesse moyenne est la vitesse qu'un corps aurait eu s'il avait changé de position avec une vitesse constante tout au long du temps. toute la trajectoire.
En réalité, la vitesse instantanée est la vitesse moyenne d’un intervalle de temps très petit, si petit qu’on le considère comme un instant unique.