Quiconque conduit une voiture est familier avec le concept de la vitesse. C'est le numéro sur l'indicateur de vitesse qui vous indique à quelle vitesse la voiture va. Dans les automobiles, la vitesse est mesurée en miles par heure (mph) ou en kilomètres par heure (km /h), mais les physiciens les plus souvent utilisés pour la vitesse sont les mètres par seconde (m /s). Vous pouvez obtenir une définition précise de la vitesse simplement en examinant ces unités. Ce sont des unités de distance parcourue (d) divisées par des unités de temps (t), et c'est essentiellement la définition de la vitesse (S). Dans le langage mathématique, vous écrivez ceci:
S = d /t
Vitesse instantanée et moyenne
Le compteur de vitesse de votre voiture vous indique jusqu'où vous allez en une heure. si vous maintenez une vitesse constante, les conducteurs le font rarement. Dans une heure typique de conduite, la vitesse enregistrée par le compteur de vitesse change constamment, et la distance réelle parcourue en une heure est une moyenne de toutes ces vitesses. La distance totale parcourue dans une unité de temps, telle qu'une heure, est votre vitesse moyenne (S av): S av = Distance totale ÷ temps total La vitesse affichée sur le compteur de vitesse est votre vitesse instantanée (S I). Les physiciens expriment la vitesse instantanée en la définissant comme le changement de position (x) entre deux intervalles de temps, t 1 et t 2 et en laissant l'intervalle de temps s'approcher de zéro. S I = (x 2 - x 1) ÷ (t 2 - t 1) = Δx /Δt. Si vous laissez Δt s'approcher de zéro, vous obtenez une expression mathématique connue sous le nom de dérivée, qui est par convention écrite dx /dt. Pour les physiciens, l'expression la plus précise pour la vitesse instantanée est S I = dx /dt Vitesse et vitesse Les gens utilisent souvent les mots vitesse et vitesse indifféremment , mais ils ne signifient pas la même chose. La vitesse est une quantité vectorielle, ce qui signifie qu'elle a une composante directionnelle, alors que la vitesse est une quantité scalaire qui ne tient pas compte de la direction. Pour voir pourquoi la direction est importante, considérons la différence de temps entre deux points sur une route droite et une route sinueuse. Si la route est droite, vous pouvez faire la moyenne de toutes les vitesses instantanées enregistrées par le compteur de vitesse et obtenir la même vitesse moyenne que vous le feriez en divisant la distance totale par le temps total. Si la route est venteuse, cependant, ces deux nombres seront différents. C'est parce que la composante directionnelle de la vitesse vers votre destination diminue chaque fois que la route tourne à gauche ou à droite. La vitesse est parfois désignée par la lettre v avec une flèche pour indiquer que c'est une quantité vectorielle , mais la flèche n'est pas vraiment nécessaire. Par définition, la vitesse a une composante directionnelle. Vitesse de rotation Lorsqu'un objet tourne, la vitesse de rotation est le nombre de révolutions complètes qu'il effectue dans une unité de temps. Les unités les plus courantes sont les révolutions par minute (tr /min). Les points dans un disque tournant ont une vitesse vers l'avant qui change constamment de direction. La vitesse tangentielle est la vitesse d'avancement à un moment donné, et elle est affectée par la distance radiale par rapport au centre de rotation. Les points les plus éloignés du centre se déplacent plus rapidement que les points plus proches du centre. Vous calculez la vitesse tangentielle d'un point sur un disque tournant en utilisant l'expression: Vitesse tangentielle = vitesse de rotation x distance radiale
