Vitesse moyenne

Quelle est la vitesse moyenne?

La Vitesse moyenne o La vitesse moyenne est définie comme le quotient entre l'espace parcouru et le temps passé à parcourir cet espace. La vitesse est une magnitude 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 vitesse est particulièrement visible dans la société d'aujourd'hui, dans laquelle il y a une demande croissante d'immédiateté. Bien sûr, la vitesse est également intrinsèquement liée à une multitude de phénomènes physiques. D'une manière ou d'une autre, tout le monde a une idée intuitive et plus précise du concept de vitesse.

Il est nécessaire de distinguer la vitesse moyenne et la vitesse instantanée. La vitesse instantanée est la vitesse qu'un corps transporte dans un certain moment, tandis que la vitesse moyenne est le rapport entre le déplacement et le temps.

De plus, il convient de noter que la vitesse est une ampleur scalaire; c'est-à-dire qu'il a une direction, un sens et un module. De cette façon, la vitesse est appliquée à une direction.

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

Comment calculer la vitesse moyenne?

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

V_m = ∆s / ∆t = (s_{F -} s₀) / (t_{F -} t₀)

Dans cette équation V_m C'est la vitesse moyenne, ∆s est l'augmentation du déplacement et ∆t est l'augmentation du temps. Pour sa part, s_F  et s₀  Ils sont respectivement le déplacement final et initial; tandis que t_F et T₀ Ils sont l'heure finale et initiale, respectivement.

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

V_m = s_t / T_t

Dans cette expression s_t C'est le déplacement total et t_t C'est le temps total investi dans la réalisation de ce déplacement.

Comme on peut le voir dans ce calcul, seul le déplacement total et le temps total qui y sont utilisés sont pris en compte, sans qu'il soit nécessaire pour prendre en compte la façon 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 toute l'itinéraire à vitesse constante.

Il peut souvent être nécessaire d'effectuer le calcul inverse pour déterminer le déplacement total de la vitesse moyenne et du temps total utilisé.

Dans ce cas, vous n'avez qu'à effacer le déplacement de la première équation pour obtenir l'expression qui vous permet de le calculer:

∆s = V_m ∙ ∆T

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

∆t = V_m ∙ ∆s

Unités de mesure de vitesse

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

Pour leur part, dans le système d'unités anglo-saxons, ils utilisent le pied par seconde (ft / s) ou le mile par heure (Mph) En cas de moyens de transport.

En navigation maritime, le nœud est généralement utilisé; D'un autre côté, en aéronautique, le nombre de Mach est parfois utilisé, qui est défini comme le rapport entre la vitesse d'un corps et la vitesse du son.

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Exercices de calcul de vitesse moyens

Exercice 1

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

Supposons que le cas dans lequel les deux déplacements totaux (qui n'ont pas à coïncider avec la distance entre les deux villes) sont connus dans le voyage entre les deux villes - par exemple, 216 kilomètres - ainsi que le temps utilisé dans ce voyage - Par exemple, trois heures-.

Le calcul de la vitesse moyenne serait effectué comme suit:

V_m = ∆s / ∆t = 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, car un kilomètre est de mille mètres et une heure est de 3600 secondes.

Exercice 2

Un autre cas pratique de calcul de la vitesse moyenne est lorsque plusieurs déplacements ont été effectués dans une certaine période.

Supposons une femme qui a fait plusieurs visites à vélo sur plusieurs jours et veut savoir quelle a été la vitesse moyenne totale de son itinéraire.

La femme a parcouru les distances suivantes le long des jours successifs: 30 kilomètres, 50 kilomètres, 40 kilomètres et 20 kilomètres.

Les temps respectifs utilisés ont été les suivants: une heure et demie, deux heures et demie, 2 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 moyens

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

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Personne qui marche

Dans le cas d'une personne qui marche, la valeur de sa vitesse moyenne est considérée comme de 5 kilomètres par heure. Si cette même personne fonctionne, vous pouvez atteindre la moitié de ladite vitesse moyenne.

Cycliste

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

Ouragans

Les ouragans de catégorie 1 peuvent avoir 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.