Vitesse moyenne Comment calculer et exemples

Le vitesse moyenne ou la vitesse moyenne est définie comme le quotient entre l'espace parcouru et le temps passé à voyager dans cet espace. La vitesse est une quantité fondamentale à la fois en physique et dans la vie quotidienne des gens. Il est présent dans presque tous les aspects de la vie des gens.

Cette présence de rapidité est particulièrement visible dans la société actuelle, où la demande d'immédiateté est croissante. Bien entendu, la vitesse est intrinsèquement liée à une multitude de phénomènes physiques. D'une manière ou d'une autre, tous les gens ont une idée intuitive, plus ou moins précise, du concept de vitesse.

Il est nécessaire de faire la distinction entre vitesse moyenne et vitesse instantanée. La vitesse instantanée est la vitesse qu'un corps porte à un moment donné, tandis que la vitesse moyenne est le quotient entre le déplacement et le temps.

En outre, il convient de noter que la vitesse est une quantité scalaire; c'est-à-dire qu'il a une adresse, un sens et un module. De cette manière, la vitesse est appliquée dans une direction.

Dans le système international, la vitesse est mesurée en mètres par seconde (m / s), bien que d'autres unités soient souvent utilisées dans la vie quotidienne, telles que le kilomètre par heure (km / h).

Index

• 1 Comment le calculer?
  • 1.1 Unités de mesure de la vitesse
• 2 exemples de calcul de la vitesse moyenne
  • 2.1 Premier exemple
  • 2.2 Deuxième exemple
• 3 exemples de vitesse moyenne
• 4 références

Comment le calculer?

Le calcul de la vitesse moyenne est effectué à partir de l'expression suivante:

v_m = Δs / Δt = (s_{f -} s₀) / (t_{f -} t₀)

Dans cette équation v_m est la vitesse moyenne, Δs est l'incrément du déplacement et Δt est l'incrément de temps. Par contre, s_fet s₀ ce sont le déplacement final et initial, respectivement; tandis que t_f et t₀ ils sont les temps final et initial, respectivement.

Une autre expression pour le calcul de la vitesse moyenne est:

v_m = s_t / t_t

Dans ladite expression s_t est le déplacement total et t_t c'est le temps total investi pour effectuer ce déplacement.

Comme il est observé dans ce calcul, seuls le déplacement total et le temps total utilisé sont pris en compte, sans qu’il soit nécessaire à tout moment de tenir compte de la manière dont ce déplacement s’est produit.

Il n’est pas non plus nécessaire de savoir si le corps s’est accéléré, s’est arrêté ou a fait tout le trajet à une vitesse constante.

Il peut souvent être nécessaire d'effectuer le calcul inverse pour déterminer le déplacement total par rapport à la vitesse moyenne et au temps total passé.

Dans ce cas, il vous suffit d'effacer le déplacement de la première équation pour obtenir l'expression qui vous permet de la calculer:

Δs = v_m ∙ Δt

Cela pourrait également être fait si vous avez besoin de calculer le temps passé sur un déplacement effectué à une vitesse moyenne connue:

Δt = v_m ∙ Δs

Unités de mesure de vitesse

La vitesse peut être exprimée avec différentes unités. Comme déjà mentionné ci-dessus, l'unité de mesure dans le système international est le mètre par seconde.

Cependant, selon le contexte, il peut être plus pratique ou plus pratique d'utiliser d'autres unités. Ainsi, dans le cas des moyens de transport, le kilomètre par heure est généralement utilisé.

De leur côté, dans le système des unités anglo-saxonnes, ils utilisent le pied par seconde (ft / s) ou le mille à l'heure (mph) dans le cas des moyens de transport.

En navigation maritime, le nœud est généralement utilisé; En revanche, en aéronautique, on utilise parfois le nombre de Mach, défini comme le quotient entre la vitesse d'un corps et la vitesse du son.

Exemples de calcul de vitesse moyenne

Premier exemple

Un exemple typique dans lequel il peut être nécessaire de calculer la vitesse moyenne est un déplacement entre deux villes distinctes.

Supposons le cas où le déplacement total (qui ne doit pas nécessairement coïncider avec la distance entre les deux villes) effectué lors du trajet entre les deux villes, par exemple 216 kilomètres, est connu, ainsi que le temps passé sur cette route. -par exemple, trois heures-.

Le calcul de la vitesse moyenne serait effectué comme suit:

v_m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

Si vous souhaitez exprimer la vitesse en unités du système international, la conversion suivante doit être effectuée:

v_m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, étant donné qu'un kilomètre représente mille mètres et qu'une heure compte 3600 secondes.

Deuxième exemple

Un autre cas pratique de calcul de la vitesse moyenne est celui où plusieurs voyages ont été effectués sur une période donnée.

Supposons qu'une femme qui a fait plusieurs tours à vélo pendant plusieurs jours et souhaite connaître la vitesse moyenne totale de son voyage.

La femme a parcouru les distances suivantes les jours suivants: 30 kilomètres, 50 kilomètres, 40 kilomètres et 20 kilomètres.

Les durées respectives utilisées étaient les suivantes: une heure et demie, deux heures et demie, deux heures et demie et une heure et demie.Ensuite, la vitesse moyenne résultante est calculée comme suit:

v_m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Exemples de vitesse moyenne

Il peut être intéressant de connaître quelques exemples de vitesses de déplacement moyennes pour avoir une idée plus intuitive des différentes valeurs que peut prendre la vitesse.

Dans le cas d'une personne qui marche, la valeur de sa vitesse moyenne est estimée à 5 kilomètres à l'heure. Si cette même personne court, il peut atteindre la moitié de cette vitesse moyenne.

La vitesse moyenne d'un cycliste amateur peut être estimée à environ 16 kilomètres à l'heure, tandis que pour un cycliste professionnel, la vitesse moyenne atteint 45 kilomètres à l'heure.

Les ouragans de catégorie 1 peuvent atteindre une vitesse moyenne de 119 kilomètres par heure. Enfin, la vitesse orbitale moyenne de la Terre autour du Soleil est de 107 218 kilomètres par heure.

Références

1. Vitesse (n.d.). Dans Wikipedia. Récupéré le 23 avril 2018 de en.wikipedia.org.
2. Vitesse (n.d.). Dans Wikipedia. Récupéré le 23 avril 2018 sur es.wikipedia.org.
3. Kilomètre par heure (n.d.). Dans Wikipedia. Récupéré le 23 avril 2018 sur es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton et Matthew Sands. Les conférences Feynman sur la physique.
5. Elert, Glenn. "Speed ​​& Velocity". L'hypertexte de physique. Récupéré le 23 avril 2018.