Calcul de la vitesse instantanée et comparaison avec la vitesse moyenne

4ème · Physique-Chimie 4ème

À retenir

• Vitesse instantanée : valeur de la vitesse d'un objet à un instant précis donné (la vitesse mesurée en temps réel par le compteur de vitesse ou le radar de contrôle routier). • Vitesse moyenne : quotient de la distance totale par la durée totale du trajet : v_moy = d_totalet_total. • Dans la vie réelle, la vitesse moyenne est presque toujours différente de la vitesse instantanée car un véhicule accélère, ralentit, s'arrête aux feux rouges et redémarre. • Cas particulier : dans un mouvement strictement uniforme, la vitesse instantanée est rigoureusement égale à la vitesse moyenne à chaque instant.

Le cours

Calcul de la vitesse instantanée et comparaison avec la vitesse moyenne • Vitesse instantanée : valeur de la vitesse d'un objet à un instant précis donné (la vitesse mesurée en temps réel par le compteur de vitesse ou le radar de contrôle routier). • Vitesse moyenne : quotient de la distance totale par la durée totale du trajet : v_moy = d_totalet_total. • Dans la vie réelle, la vitesse moyenne est presque toujours différente de la vitesse instantanée car un véhicule accélère, ralentit, s'arrête aux feux rouges et redémarre. • Cas particulier : dans un mouvement strictement uniforme, la vitesse instantanée est rigoureusement égale à la vitesse moyenne à chaque instant. Méthode : estimer une vitesse instantanée On ne peut pas mesurer une durée nulle : on calcule une vitesse moyenne sur une durée très courte autour de l'instant voulu. Sur une chronophotographie, on prend les deux positions qui encadrent cet instant : v d/ t. Plus t est petit, meilleure est l'estimation. Exemple : un ballon parcourt 0,45\ m entre deux images séparées de 0,03\ s. Sa vitesse instantanée à cet endroit vaut environ 0,450,03 = 15\ m/s, soit 54\ km/h. Astuce et méthode clé Le radar fixe flash ta vitesse instantanée à la seconde où tu passes devant lui, tandis que le radar tronçon mesure ta vitesse moyenne entre deux bornes distantes de plusieurs kilomètres ! Piège classique à éviter Ne confonds pas moyenne et instantanée : rouler à 80 km/h de moyenne ne signifie pas qu'on n'a jamais roulé à 100 km/h ni qu'on ne s'est jamais arrêté au stop.

Dans ce chapitre

• Notion de trajectoire rectiligne et circulaire vue en 5ème
• Calcul de la vitesse moyenne v = d / t vu en 5ème
• Relativité du mouvement et choix du référentiel vu en 5ème
• Principe et lecture d'une chronophotographie à intervalles de temps réguliers
• Caractérisation du mouvement uniforme par l'égalité des distances parcourues
• Caractérisation du mouvement accéléré par l'augmentation des distances successives
• Caractérisation du mouvement ralenti par la diminution des distances successives
• Description complète d'un mouvement : trajectoire et évolution de la vitesse
• Allure et interprétation du graphique de la vitesse en fonction du temps
• Calcul de la vitesse instantanée et comparaison avec la vitesse moyenne
• Conversions d'unités de vitesse : passage des km/h aux m/s avec le facteur 3,6
• Calcul de la distance parcourue : d = v x t avec unités adaptées
• Calcul de la durée d'un parcours : t = d / v avec gestion des minutes et secondes
• Bilan : Synthèse et méthode sur la cinématique et l'analyse des mouvements