Notion de vitesse

Détails

Vitesse moyenne


La vitesse moyenne d'un objet se calcule en divisant la distance parcourue lors du déplacement par la durée de ce déplacement.

 

v = d / t

 ou

v = d / Δt


avec d = distance parcourue,

   t = durée du parcours

  ou     Δt = (lire "delta t") correspond à la durée du trajet et signifie qu'il faut faire la différence entre la date d'arrivée (tf) et la date de départ (t0) : Δt = tf - t0 .

Exemple : si un train part de sa gare de départ à 14h pour arriver à 16h30 à destination,

Δt = 16h30 - 14h = 2h30

(si on déclenche un chronomètre au moment du départ, alors t0 = 0 s et Δt = tf )

Unités

Les unités usuelles (= qu'on a l'habitude d'utiliser) pour des vitesses sont :

- le kilomètres par heure ( km/h ou km.h-1 ) pour le déplacement de véhicules sur des distances importantes
- le mètres par seconde ( m/s ou m.s-1 ) pour étudier le mouvements d'objets en classe par exemple ou pour des calculs d'énergie que nous aborderons plus tard.

 

Rien ne nous empêche d'exprimer une vitesse en decimètre par minute par exemple, mais c'est moins courant...

 

Conversion km/h -> m/s

 

Lorsqu'une vitesse est exprimée en km/h, nous serons parfois obligé de la convertir en m/s (comme pour les calculs d'énergie de mouvement).

- comme 1 km = 1000 m, la distance doit être multipliée par 1000

- comme 1 h = 3600 s (60 mn x 60 s), la durée doit être multipliée par 3600

Au final, la valeur de la vitesse en km/h doit être multipliée par 1000 et divisée par 3600 pour être convertie en m/s. Or 1000/3600 peut se simplifier sous la forme 1/3,6. Il suffit donc de diviser la valeur par 3,6...

Exemple

v = 50 km/h = 50 x 1000 m/h

v = 50 x 1000/3600 m/s = 50/3,6 m/s

v = 13,9 m/s

 

Pour la conversion inverse (m/s ->km/h) il suffira de multiplier la valeur par 3,6.

 

En vidéo  (PeerTube ac-versailles)

Il est facile de calculer une vitesse donc lorsqu'on connait la distance parcourue et la durée du trajet. Mais les choses se compliquent si on vous demande par exemple de calculer la distance parcourue en connaissant la vitesse et la durée du parcours. L'idéal est de transformer la formule littérale pour "isoler" la grandeur que nous voulons calculer avant de poser le calcul.

 

Comment faire en vidéo sur la chaine Youtube "e-profs - Physique Chime"

 

Vitesse instantanée


La vitesse instantanée est celle qu'on peut lire sur le compteur du véhicule. Elle correspond à une estimation de la vitesse (d/Δt) lorsque Δt diminue et tend vers zéro.