Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Vecteur vitesse » ?

Aussi appelé : vitesse (scalaire)

Définition 24.2 Physique du lycée · Chapitre 24 — Cinématique à deux dimensions

Sur un court intervalle le point se déplace de OM(t+Δt)OM(t)\vect{OM}(t+\Delta t) - \vect{OM}(t) ; diviser par Δt\Delta t et laisser l’intervalle se rétrécir : c’est la dérivée de votre cours de mathématiques, appliquée à chaque coordonnée. Le vecteur vitesse de MM est la dérivée de son vecteur position, v(t)=(x(t),y(t))\vect v(t) = \bigl(x'(t),\, y'(t)\bigr), en m/s\mathrm{m}/\mathrm{s}. Sa norme v=x2+y2v = \sqrt{x'^2 + y'^2} est la vitesse — le seul nombre que montre le compteur.

Exemples

Exemple 24.3 (Un drone en vol horizontal)

Un drone vole avec x(t)=4.0tx(t) = 4.0\,t et y(t)=3.0ty(t) = 3.0\,t (mètres, secondes) : trajectoire la droite y=34xy = \tfrac34 x, vitesse v=(4.0,3.0)\vect v = (4.0, 3.0) à tout instant, vitesse 4.02+3.02=5.0m/s\sqrt{4.0^2 + 3.0^2} = 5.0\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, constante.

Exemple 24.10 (Distance de freinage)

Une voiture à la vitesse v0v_0 freine avec une décélération constante aa (accélération a-a). Elle s’arrête lorsque v(t)=at+v0=0v(t) = -a t + v_0 = 0, en ts=v0/at_s = v_0/a, ayant parcouru d=12ats2+v0ts=v02/(2a)d = -\tfrac12 a t_s^2 + v_0 t_s = v_0^2/(2a). Le carré est le titre de la sécurité routière : doubler la vitesse quadruplé la distance de freinage — avec a=6.0m/s2a = 6.0\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}, 16m16\,\mathrm{m} depuis 50km/h50\,\mathrm{km}/\mathrm{h}, 64m64\,\mathrm{m} depuis 100km/h100\,\mathrm{km}/\mathrm{h}.

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