La vitesse est définie comme vecteur mesure de la vitesse et de la direction du mouvement. En termes simples, la vitesse est la vitesse à laquelle quelque chose se déplace dans une direction. La vitesse d'une voiture voyageant vers le nord sur une autoroute principale et la vitesse à laquelle une fusée se lance dans l'espace peuvent toutes deux être mesurées en utilisant la vitesse.
Comme vous l'avez peut-être deviné, la magnitude scalaire (valeur absolue) du vecteur vitesse est la la vitesse de mouvement. Dans calcul termes, la vitesse est la première dérivée de la position par rapport au temps. Vous pouvez calculer la vitesse en utilisant une formule simple qui inclut le taux, la distance et le temps.
Formule de vitesse
La façon la plus courante de calculer le vitesse constante d'un objet se déplaçant en ligne droite est avec cette formule:
r = ré / t
- r est le taux ou la vitesse (parfois désigné par v pour la vitesse)
- ré est la distance parcourue
- t est le temps qu'il faut pour terminer le mouvement
Unités de vitesse
Les unités SI (internationales) de vitesse sont m / s (mètres par seconde), mais la vitesse peut également être exprimée en n'importe quelle unité de distance par temps. Les autres unités incluent les miles par heure (mph), les kilomètres par heure (km / h) et les kilomètres par seconde (km / s).
Vitesse, vitesse et accélération
Vitesse, vitesse et accélération sont tous liés les uns aux autres, bien qu'ils représentent des mesures différentes. Attention à ne pas confondre ces valeurs entre elles.
- La vitesse, selon sa définition technique, est une grandeur scalaire qui indique le taux de distance de mouvement par temps. Ses unités sont la longueur et le temps. Autrement dit, la vitesse est une mesure de la distance parcourue pendant un certain temps. La vitesse est souvent décrite simplement comme la distance parcourue par unité de temps. C'est la vitesse à laquelle un objet se déplace.
- Rapidité est une quantité vectorielle qui indique le déplacement, le temps et la direction. Contrairement à la vitesse, les mesures de vitesse déplacement, une quantité vectorielle indiquant la différence entre les positions finale et initiale d'un objet. La vitesse mesure la distance, une quantité scalaire qui mesure la longueur totale du chemin d'un objet.
- Accélération est défini comme une quantité vectorielle qui indique le taux de changement de vitesse. Il a des dimensions de longueur et de temps dans le temps. L'accélération est souvent appelée «accélération», mais elle mesure vraiment les changements de vitesse. L'accélération peut être vécue tous les jours dans un véhicule. Vous montez sur l'accélérateur et la voiture accélère, augmentant sa vitesse.
Pourquoi la vitesse compte
La vitesse mesure le mouvement commençant à un endroit et se dirigeant vers un autre endroit. Les applications pratiques de la vitesse sont infinies, mais l'une des raisons les plus courantes pour mesurer la vitesse est de déterminer la vitesse à laquelle vous (ou quelque chose en mouvement) arriverez à destination à partir d'un endroit donné.
La vélocité permet de créer des horaires de voyage, un type courant de problème de physique assigné aux étudiants. Par exemple, si un train quitte Penn Station à New York à 14 heures. et vous connaissez la vitesse à laquelle le train se déplace vers le nord, vous pouvez prédire quand il arrivera à la gare sud de Boston.
Exemple de problème de vitesse
Pour comprendre la vitesse, jetez un œil à un exemple de problème: un étudiant en physique dépose un œuf sur un bâtiment extrêmement haut. Quelle est la vitesse de l'œuf après 2,60 secondes?
La partie la plus difficile à résoudre pour la vitesse dans un problème physique comme celui-ci consiste à sélectionner la bonne équation et à brancher les bonnes variables. Dans ce cas, deux équations doivent être utilisées pour résoudre le problème: l'une pour trouver la hauteur du bâtiment ou la distance parcourue par l'œuf et l'autre pour trouver la vitesse finale.
Commencez par l'équation suivante de la distance pour déterminer la hauteur du bâtiment:
d = vje* t + 0,5 * a * t2
où ré est la distance, vje est la vitesse initiale, t c'est le temps, et une est l'accélération (qui représente la gravité, dans ce cas, à -9,8 m / s / s). Branchez vos variables et vous obtenez:
d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s2) (2,60 s)2
d = -33,1 m (le signe négatif indique la direction vers le bas)
Ensuite, vous pouvez brancher cette valeur de distance pour résoudre la vitesse en utilisant l'équation de vitesse finale:
vF = vje + a * t
où vFest la vitesse finale, vje est la vitesse initiale, une est l'accélération, et t c'est le temps. Vous devez résoudre la vitesse finale car l'objet a accéléré en descendant. L'œuf étant tombé et non jeté, la vitesse initiale était de 0 (m / s).
vF = 0 + (-9,8 m / s2) (2,60 s)
vF = -25,5 m / s
Ainsi, la vitesse de l'œuf après 2,60 secondes est de -25,5 mètres par seconde. La vitesse est généralement indiquée comme une valeur absolue (uniquement positive), mais rappelez-vous qu'il s'agit d'une quantité vectorielle et a une direction ainsi qu'une magnitude. Habituellement, le déplacement vers le haut est indiqué par un signe positif et vers le bas avec un négatif, faites juste attention à l'accélération de l'objet (négatif = ralentissement et positif = accélération).