Rapidité est un concept essentiel en physique, qui mesure le taux de changement de position d’un objet par rapport au temps. Lorsque la vitesse d’un objet est mesurée dans une direction spécifique, on parle alors de vitesse. En outre, le changement de déplacement en fonction du temps est appelé vitesse. La vitesse et la vitesse sont assez similaires. Mais présente une différence importante dans la mesure où la vitesse est une quantité vectorielle qui a à la fois une ampleur et une direction. Et la vitesse est une quantité scalaire qui n’a qu’une grandeur. Ainsi, la vitesse est une mesure du temps nécessaire à un corps pour atteindre une destination avec une direction.

Table des matières

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• Définition de la vitesse
• Types de vitesse
• Vitesse initiale et finale
• Comment trouver la vitesse finale ?
• Vitesse constante
• Formule de vitesse
• Différence entre vitesse et vélocité
• Vitesse angulaire
• Vitesse d'échappement
• Exemples résolus sur la vitesse

Par exemple, lorsque deux objets se déplacent dans la même direction, il est alors plus facile de déterminer celui qui est le plus rapide. Mais si les deux objets se déplacent dans la direction opposée, il est alors difficile d’identifier le plus rapide. Dans de telles situations, la notion de vitesse est essentielle.

Définition de la vitesse

La vitesse est définie comme le taux de changement de la position de l'objet par rapport à un cadre de référence et au temps.

Rapidité est une mesure vectorielle 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 particulière. La vitesse d’une voiture se dirigeant vers le nord sur une autoroute principale et la vitesse d’une fusée éclatant dans l’espace peuvent toutes deux être mesurées à l’aide de la vitesse. Comme on peut s'y attendre, la taille scalaire (valeur totale) de la vitesse vectorielle représente la vitesse de déplacement. En termes de calculs, la vitesse est la première sortie d'un lieu en termes de temps. La vitesse peut être calculée à l’aide d’une formule simple utilisant la mesure, la distance et le temps.

Unité de vitesse

• L'unité SI pour la vitesse est MS (mètres par seconde).
• Dans le même temps, la vitesse peut être exprimée dans n’importe quelle unité de distance. Les autres unités incluent les miles par heure (mph), les kilomètres par heure (kph) et les kilomètres par seconde (km/s).

Types de vitesse

Il peut y avoir différents types de vitesses pour n'importe quel objet, certains de ces types sont les suivants :

• Vitesse uniforme
• Vitesse non uniforme
• Vélocité instantanée
• Vitesse moyenne

Comprenons ces vitesses comme suit :

Vitesse uniforme

Lorsqu'un objet parcourt des déplacements égaux en des temps égaux, sa vitesse est appelée vitesse uniforme. Un train circulant à une vitesse constante de 80 kilomètres par heure (km/h) pendant 2 heures parcourra une distance de 160 kilomètres (km), alors la vitesse d'un train circulant à 80 kilomètres par heure est un exemple de vitesse uniforme.

Vitesse non uniforme

Lorsqu'un objet parcourt des déplacements inégaux dans des intervalles de temps égaux, sa vitesse est appelée vitesse non uniforme. Par exemple, une voiture roulant à 30 km/h dans une rue très fréquentée, puis accélérant à 80 km/h sur une autoroute, puis ralentissant à 50 km/h dans une zone suburbaine, on dit alors que la voiture n'a pas d'activité. -vitesse uniforme.

Vélocité instantanée

La vitesse à un certain moment ou sur une très courte période de temps pour tout objet est appelée vitesse instantanée. Considérons une voiture roulant à une vitesse constante de 100 km/h sur une autoroute, et le conducteur regardant le compteur de vitesse pour voir sa vitesse est un exemple de vitesse instantanée à ce moment-là.

Vitesse moyenne

Pour un objet en mouvement avec une certaine vitesse, la distance totale parcourue par unité de temps est appelée vitesse moyenne de cet objet. c'est à dire.,

Vitesse moyenne = Déplacement total parcouru / Temps total pris

Supposons qu’une personne parcourt une distance de 4 km en 1 heure, puis parcourt encore 2 km en 30 minutes. La vitesse moyenne sur l'ensemble du trajet est de 8 kilomètres par heure (km/h).

Vitesse initiale et finale

Vitesse initiale est la vitesse au début du mouvement de l'objet. En termes simples, la vitesse à un intervalle de temps t = 0 s est appelée vitesse initiale. Il est représenté par le symbole u. L'unité SI est similaire à celle de la vitesse, c'est-à-dire m/s.

Vitesse finale est la vitesse atteinte par l'objet lorsqu'il atteint l'accélération maximale. En termes simples, la vitesse acquise par l’objet à un certain intervalle de temps est appelée vitesse finale. Il est représenté par le symbole v. L'unité SI des vitesses initiale et finale est la même, c'est-à-dire m/s.

Comment trouver la vitesse finale ?

Suivez les étapes suivantes pour trouver la vitesse finale de l'objet.

Étape 1: La vitesse initiale de l’objet peut être calculée en divisant la distance totale parcourue par le temps qu’il a fallu à l’objet pour parcourir cette distance. Dans la formule V = d/t, V est la vitesse, d est la distance et t est le temps.

Étape 2: En divisant la masse de l’objet par sa force, puis en multipliant le résultat par le temps d’accélération, vous pouvez déterminer son accélération.

Étape 3: Pour obtenir la vitesse finale, additionnez les montants des étapes 1 et 2.

Vitesse constante

La vitesse constante d'un objet est acquise lorsqu'il a une vitesse constante dans une direction constante. Ici, la direction constante restreint le déplacement de l'objet selon une trajectoire linéaire ou droite. Par conséquent, la vitesse constante est alors appelée le mouvement de l’objet en ligne droite à une vitesse constante.

L’une des formes de mouvement les plus simples est celle où l’objet se déplace à une vitesse constante. Un tel mouvement constant peut être observé chaque fois qu'un objet glisse sur une surface horizontale.

Cependant, un vélo se déplaçant à une vitesse constante de 50 km/h sur une trajectoire circulaire a une vitesse constante mais n'a pas de vitesse constante car sa direction change en suivant la trajectoire circulaire.

Formule de vitesse

Il existe différentes formules pour calculer la vitesse d'un objet en utilisant différents paramètres dans diverses conditions. Voici quelques-unes des principales formules utilisées pour calculer différentes vitesses comme-

Lorsque l'initiale (x_je) et la position finale (x_F) d'un objet ainsi que l'intervalle de temps sont donnés, alors la vitesse peut être calculée comme suit :

Maintenant, selon les équations du mouvement, la vitesse peut être évaluée,

• Lorsque la vitesse initiale, l'accélération et le temps sont donnés, la vitesse finale est donnée comme suit :

où

• dans est la vitesse finale,
• dans est la vitesse initiale,
• un est l'accélération et
• t est le temps mis par l'objet.

Différence entre vitesse et vélocité

Vitesse et vélocité sont des termes souvent utilisés de la même manière et sont donc un peu déroutants pour la plupart d’entre nous. Mais en pratique, il existe une différence significative entre les deux termes.

Le terme vitesse est utilisé pour exprimer la vitesse à laquelle un corps se déplace. Cependant, la vitesse n’exprime pas seulement sa vitesse, mais nous renseigne également sur la direction dans laquelle le corps se déplace.

Ainsi, la vitesse est simplement définie comme le taux de variation de la distance parcourue par un objet dans un intervalle de temps donné. Alors que la vitesse est définie comme la vitesse de déplacement d'un objet dans un intervalle de temps donné. Cela implique que la vitesse est fonction de la distance et la vitesse est fonction du déplacement. Et plus important encore, on dit que la vitesse n’a qu’une ampleur, c’est donc une quantité scalaire, tandis que la vitesse a à la fois une ampleur et une direction, c’est une quantité vectorielle. De plus, les deux quantités ont les mêmes unités et formules de dimensions.

La différence entre la vitesse et la vitesse sous forme de tableau est donnée comme suit :

Vitesse angulaire

Lorsque le déplacement angulaire et le temps pris par l'objet dans un mouvement circulaire sont donnés, alors la vitesse angulaire est donnée par :

où,

qui a fait l'école

• Oh est la vitesse angulaire
• je est le déplacement angulaire
• t est le temps mis par l'objet dans le mouvement circulaire.

Vitesse d'échappement

Lorsque la masse de l’objet échappé à l’attraction gravitationnelle de la Terre (avec la constante gravitationnelle G) est donnée, alors la vitesse de fuite de l’objet est donnée comme suit :

où,

• dans _C'est est la vitesse de fuite,
• g est la constante gravitationnelle universelle (= 6,674 × 10^-onzeNm²/kg²),
• m est la masse de l'objet échappé et
• r est la distance au centre de la masse.

Résumé des formules de vitesse

Toutes les différentes formules pour calculer différentes vitesses sont les suivantes :

• v = s/t
• v = (x _F - X _je )/ t = Δx / t
• v = u + à
• ω = θ / t
• dans _C'est = √2Gm/r

Vérifiez également

• Distance et déplacement
• Accélération
• Vitesse et vélocité

Exemples résolus sur la vitesse

Exemple 1 : En une heure, une voiture peut parcourir 550 km. Calculez sa vitesse.

Solution:

Donné,

• Déplacement, s = 550 km = 550 × 10³m
• Temps pris, t = 1 h = 3600 s

Depuis,

Vitesse = Déplacement / Temps

v = 550 × 10³/3600

= 152,77 m/s

La vitesse de la voiture est donc de 152,77 m/s.

Exemple 2 : Une voiture démarre et parcourt un déplacement de 40 m en 10 s. Calculez sa vitesse.

Solution:

Donné,

• Position initiale, x_je= 0 m
• Position finale, x_F= 40 m
• Temps pris, t = 10 s.

Depuis,

v = x_F- X_je/t

Donc,

v = (40 m – 0 m) / 10 s

= 4 m/s

La vitesse de la voiture est donc de 4 m/s.

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Exemple 3 : Un joueur frappe un ballon initialement au repos et atteint l'accélération de 20 ms ^-2 en temps 5 s. Déterminez la vitesse finale du ballon de football après t = 5 s.

Solution:

Donné,

• Accélération, a = 20 ms^-2
• Vitesse initiale, u = 0 m/s
• Temps pris, t = 5 s.

Depuis,

v = u + à

Donc,

v = 0 m/s + 20 ms^-2× 5 s

= 100 m/s

Par conséquent, la vitesse finale du ballon après t = 5 s est de 100 m/s.

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Exemple 4 : Déterminer la vitesse angulaire de la balle déplacée dans un mouvement circulaire d'un angle de 30 radians en 5 s.

Solution:

Donné,

• Déplacement angulaire, θ = 30 rad
• Temps pris, t = 5 s

Depuis, la vitesse angulaire est donnée par :

ω = θ / t

Donc,

ω = 30 rads / 5 s

= 6 rad/s

La vitesse angulaire de la balle est donc de 6 rad/s.

Exemple 5 : Une personne parcourt une distance avec une vitesse finale de 20 m/s et une accélération de 2 m/s ² en un temps de 4 s. Calculez sa vitesse initiale.

Solution:

Donné,

• Accélération, a = 2 ms^-2
• Vitesse initiale, v = 20 m/s
• Temps pris, t = 4 s.

Puisque la vitesse initiale est :

u = v – à

Donc,

u = 20 m/s – 2 ms^-2× 4 s

= 12 m/s

La vitesse initiale de la personne est donc de 12 m/s.

Exemple 6 : Quelle sera la vitesse de fuite d’un objet de la surface de la Terre ?

Solution:

• Masse de la terre, m = 6 × 10²⁴kg,
• La distance de l'objet au centre de la masse est égale au rayon de la terre, r = 6400 km = 6,4 × 10⁶m, et
• Valeur de la constante gravitationnelle, G = 6,67 × 10⁻¹¹Nm²/kg².

Puisque la vitesse d’échappement est définie comme suit :

dans_C'est= √2Gm/r

Donc,

dans_C'est= √2 × 6,67 × 10⁻¹¹×6 ×10²⁴kg / 6,4 × 10⁶m

= 11200 m/s

= 11,2 km/s

Ainsi, la vitesse de fuite d’un objet de la surface terrestre est de 11,2 km/s.

Vitesse – FAQ

Définir la vitesse.

Lorsque la vitesse d’un objet est mesurée dans une direction spécifique, on parle de vitesse. Par exemple, une voiture se déplaçant vers le nord à une vitesse de 40 km/heure, est l'exemple de la vitesse.

Comment la vitesse est-elle mesurée ?

La vitesse est mesurée en unités de distance par temps, généralement en mètres par seconde (m/s) ou en kilomètres par heure (km/h). Cela nécessite à la fois la vitesse de l’objet et la direction de son mouvement.

Qu'est-ce que la vitesse instantanée ?

La vitesse instantanée est définie comme la vitesse d'un objet à un instant précis. Elle se mesure en m/s.

Quelle est l'unité de vitesse ?

L'unité SI pour la vitesse est m/s (mètres par seconde). Elle est également mesurée en miles par heure (mph), kilomètres par heure (kph) et kilomètres par seconde (km/s).

La vitesse peut-elle être nulle ?

Oui, la vitesse peut être nulle. Quant à un objet au repos, la vitesse est toujours égale à 0.

Quels sont les types de vitesse ?

Il existe principalement deux types de vitesse : la vitesse moyenne et la vitesse instantanée. La vitesse moyenne est le déplacement total divisé par le temps total pris, tandis que la vitesse instantanée est la vitesse d'un objet à un moment précis.

La vitesse peut-elle être négative ?

Oui, la vitesse peut être négative.

Quels facteurs affectent la vitesse ?

Les facteurs pouvant affecter la vitesse incluent les forces externes telles que la gravité, la friction et la résistance de l'air, ainsi que la masse de l'objet si les forces sont déséquilibrées. Les modifications de l’un de ces facteurs peuvent provoquer une accélération, modifiant ainsi la vitesse.

Comment la vitesse peut-elle être négative ?

La vitesse de tout objet dans la direction opposée est toujours considérée avec un signe négatif.

Lorsque la vitesse est constante, l'accélération est ____.

L'accélération pour un mouvement à vitesse constante est de 0 m/s²car il n'y a aucun changement dans la vitesse.

En quoi la vitesse diffère-t-elle de la vitesse ?

Alors que la vitesse et la vitesse mesurent la vitesse à laquelle quelque chose se déplace, la vitesse inclut également la direction du mouvement. Cela en fait une quantité vectorielle, alors que la vitesse est une quantité scalaire, représentant uniquement l'ampleur du mouvement.

La vitesse est-elle une quantité vectorielle ?

Oui, la vitesse est une quantité vectorielle.

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Pourquoi la vitesse est une quantité vectorielle ?

Quant à définir la vitesse de n'importe quel objet, nous avons besoin de la grandeur ainsi que de la direction, la vitesse est donc une quantité vectorielle.

Qu'est-ce que la formule de vitesse moyenne ?

La formule de la vitesse moyenne est donnée par

Vitesse moyenne = Déplacement total parcouru / Temps total pris

Quelle est la différence entre vitesse et vélocité ?

La vitesse mesurée dans une direction spécifique est appelée vitesse, c'est-à-dire que si une voiture se déplace à 30 km/h, c'est la vitesse de la voiture, mais si la voiture se déplace à 30 km/h vers le nord, c'est la vitesse de la voiture.