Quelle est la formule de la vitesse ?

Jan 06 2022
Beaucoup de gens confondent vitesse et vélocité. Ce n'est pas une surprise car les termes sont souvent utilisés de manière interchangeable. Mais ce n'est pas tout à fait la même chose. Alors, comment trouvez-vous la vitesse d'un objet?
Lorsque vous calculez la vitesse, vous déterminez la vitesse à laquelle un objet se déplace depuis sa position d'origine, par rapport à un cadre de référence et en fonction du temps. Cela signifie que la vitesse d'un objet sera égale à la vitesse et à la direction du mouvement de l'objet. petrroudny43/Shutterstock/

Loin de nous l'idée de critiquer les contraventions pour excès de vitesse en tant qu'outil de sécurité publique (et source de revenus municipaux ), mais peut-être que les responsables de l'application des lois devraient envisager de les renommer « contraventions de vitesse ».

Permettez-nous de plaider notre cause. Vous voyez, alors que les deux concepts sont liés, les mots "vitesse" et "vélocité" ne font cependant pas référence en physique à la même chose.

Vitesse, définition

La vitesse est la distance totale parcourue par un objet pendant un intervalle de temps donné.

Velocity ajoute quelque chose d'autre à la conversation. Étant ce que les physiciens appellent une " quantité vectorielle ", la vitesse intègre à la fois l'amplitude et la direction. D'autre part, la vitesse est une "quantité scalaire", un phénomène qui traite de la magnitude - mais pas de la direction .

Michael Richmond, Ph.D., professeur à l'école de physique et d'astronomie du Rochester Institute of Technology, a défini la vitesse comme "la vitesse à laquelle le déplacement change avec le temps".

Couvrir le sol

Qu'est-ce, je vous prie, qu'est-ce qu'un "déplacement ?" Fondamentalement, cela marque le changement de position d'un objet ou la différence entre l'endroit où il a commencé physiquement et l'endroit où il se termine.

Notez que le changement de position d'un objet n'est pas toujours égal à la distance parcourue. Cela peut sembler contre-intuitif, mais soyez patient.

Courez un tour dans un cercle parfait de 8 pieds (2,4 mètres) et vous aurez couvert une distance de 8 pieds.

Cependant , vous aurez également encerclé jusqu'à votre point de départ initial. Cela signifie donc que votre déplacement sera égal à 0 pied (c'est-à-dire 0 mètre), même si vous avez parcouru une plus grande distance .

Apprendre par l'exemple

Temps pour un autre hypothétique.

Disons que vous êtes au gymnase en train de bavarder. Si un autre client vous disait "Gary a sprinté 39,3 pieds (12 mètres) en trois secondes aujourd'hui", il vous donnerait sa vitesse , mais pas sa vélocité .

Pour calculer la vitesse de Gary, nous aurions besoin de plus d'informations.

Si notre copain de gym disait : « Gary a sprinté 39,3 pieds (12 mètres) vers l'ouest en trois secondes aujourd'hui », alors nous connaîtrions sa direction de voyage et partirions du bon pied.

La formule pour calculer la vitesse d'un objet est la suivante :

v = d/t

Ici, les lettres "v", "d" et "t" désignent respectivement "vitesse", "déplacement" et "temps". En d'autres termes, vitesse = déplacement divisé par le temps .

Lorsque vous utilisez cette formule, il est important de mesurer le déplacement en mètres et le temps en secondes. Par souci de simplicité, supposons que le vieux Gary a couru vers l'ouest sur une ligne parfaitement droite de 12 mètres (32,8 pieds), de sorte que son déplacement est égal à la distance qu'il a parcourue.

Nous savons également qu'il lui a fallu trois secondes pour couvrir l'écart entre ses points de départ et d'arrivée.

Par conséquent, lorsque nous insérons les chiffres, nous obtenons ceci :

v = 12/3

Ergo, Gary en direction ouest avait une vitesse moyenne de 4 mètres par seconde (13,12 pieds par seconde).

(La formulation est importante ici. Tout ce que nous avons fait est de calculer la vitesse moyenne de Gary ; nous n'avons pas abordé le sujet de la vitesse instantanée , un phénomène qui donne sa propre tournure à la formule décomposée ci-dessus.)

Commentaires de clôture

Maintenant... à propos de ces soi-disant contraventions "pour excès de vitesse". Si vous en avez déjà reçu un, la direction dans laquelle votre véhicule se dirigeait à ce moment-là a dû être un facteur. Consciemment ou non, c'est quelque chose que vous et le policier avez considéré.

Vous savez ce qui est pire que de conduire trop vite ? Rouler beaucoup trop vite dans une direction illégale . (Considérez les rues à sens unique. Ou même les routes à deux voies qui obligent les automobilistes d'un côté à rouler à un rythme plus lent.)

Alors oui, compte tenu de tout ce que nous avons appris aujourd'hui, nous pensons que vous pourriez faire valoir que les "contraventions pour excès de vitesse" devraient vraiment être appelées "contraventions de vitesse". Ou quelque chose de similaire. Bonne nuit tout le monde.

MAINTENANT C'EST INTÉRESSANT

D'autres quantités scalaires bien connues incluent la température, la masse et la longueur - dont aucune ne concerne la directionnalité. Ah mais forcer ? C'est totalement une quantité vectorielle.

Publié à l'origine : 5 janvier 2022