Quiconque conduit une voiture connaît le concept de vitesse. C'est le nombre sur l'indicateur de vitesse qui vous indique la vitesse à laquelle la voiture va. Dans les automobiles, la vitesse est mesurée en miles par heure (mph) ou en kilomètres par heure (kph), mais les unités que les physiciens utilisent le plus souvent 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 des mathématiques, vous écrivez ceci

S \u003d d /t
Vitesse instantanée et moyenne

L'indicateur de vitesse dans votre voiture vous indique jusqu'où vous allez en une heure si vous maintenez une vitesse constante, mais les conducteurs le font rarement. Au cours d'une heure typique de conduite, la vitesse enregistrée par l'indicateur de vitesse change constamment, et la distance réelle que vous parcourez en une heure est une moyenne de toutes ces vitesses. La distance totale que vous parcourez dans une unité de temps, telle qu'une heure, est votre vitesse moyenne (S _av):

S _{av \u003d 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 approcher de zéro. S I \u003d (x 2 - x 1) ÷ (t 2 - t 1) \u003d ∆x /∆t. Si vous laissez ∆t approcher de zéro, vous obtenez une expression mathématique connue sous le nom de dérivée, qui par convention s'écrit dx /dt. Pour les physiciens, l'expression la plus précise de la vitesse instantanée est}

S _{I \u003d dx /dt
Vitesse et vitesse}

Les gens utilisent souvent les mots vitesse et vitesse de manière interchangeable, mais ils La vitesse est une quantité vectorielle, ce qui signifie qu'elle a une composante directionnelle, tandis que la vitesse est une quantité scalaire qui ne prend pas en compte la direction.

Pour voir pourquoi la direction est importante, considérez la différence de temps nécessaire pour conduire entre deux points sur une route droite et un sinueux. 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 obtiendrez en divisant la distance totale par le temps total. Si la route est venteuse, cependant, ces deux nombres seront différents. En effet, la composante directionnelle de la vitesse vers votre destination diminue à chaque fois que la route vire à gauche ou à droite.

La vitesse est parfois indiquée par la lettre v avec une flèche dessus pour indiquer qu'il s'agit d'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 tours complets qu'il effectue en une unité de temps. Les unités les plus courantes sont les révolutions par minute (tr /min). Les points d'un disque en rotation ont une vitesse vers l'avant qui change constamment de direction. La vitesse tangentielle est la vitesse vers l'avant à tout moment donné, et elle est affectée par la distance radiale par rapport au centre de rotation. Les points 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 en rotation en utilisant l'expression:

Vitesse tangentielle \u003d vitesse de rotation x distance radiale