Un trajet de 400 km parcouru en 4,5 heures
La vitesse moyenne est 400 / 4,5 ≈ 88,9 km/h — c'est bien le temps total, arrêts compris, qui compte ici, pas seulement le temps de conduite.
Calculateur de cinématique et dynamique
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Comment ça fonctionne
La vitesse moyenne n'est que la distance divisée par le temps : elle ne dit rien de la régularité du mouvement, un trajet avec arrêts et pointes de vitesse pouvant avoir la même moyenne qu'un trajet constant.
L'accélération est le taux de variation de la vitesse (au sens vectoriel), pas seulement de sa norme : une voiture qui freine ou qui tourne accélère aussi. Une valeur positive ici signifie que ça accélère sur l'intervalle, une valeur négative que ça ralentit.
La deuxième loi de Newton, F = m × a, donne la force nette nécessaire pour produire une accélération donnée sur une masse donnée — c'est la force requise, pas forcément la seule force en jeu (frottement et gravité peuvent devoir être ajoutés ou retranchés séparément).
L'énergie cinétique croît avec le carré de la vitesse, ce qui explique pourquoi doubler la vitesse d'un véhicule quadruple à peu près l'énergie à dissiper pour l'arrêter.
Formules utilisées
Vitesse moyenne
v = d / t
- v
- Vitesse moyenne
- d
- Distance parcourue
- t
- Durée du trajet
Accélération
a = (v_f − v_i) / t
- v_i
- Vitesse initiale
- v_f
- Vitesse finale
Deuxième loi de Newton
F = m × a
- F
- Force nette, en newtons (N)
- m
- Masse, en kilogrammes (kg)
Énergie cinétique
Ec = ½ × m × v²
- Ec
- Énergie cinétique, en joules (J)
Exemples détaillés
Une voiture freinant de 100 km/h à l’arrêt en 4 s
L'accélération est (0 − 100 km/h) / 4 s ≈ −6,94 m/s², soit environ 0,71 g de décélération.
Hypothèses et limites
- Le mouvement est traité en une dimension (le long d’une seule ligne).
- « Force » désigne ici la force nette produisant l’accélération donnée, pas une force appliquée particulière.
- Aucune résistance de l'air, aucun frottement ni effet relativiste ne sont modélisés.
Questions fréquentes
La vitesse moyenne est-elle la même chose que la vélocité ?
Non. La vitesse est une grandeur scalaire (à quelle allure) ; la vélocité porte aussi une direction. La vitesse moyenne d'un aller-retour qui revient au point de départ est positive, alors que la vélocité moyenne serait nulle puisque le déplacement net est nul.
Pourquoi l'énergie cinétique est-elle aussi affichée en kilocalories et wattheures ?
Le joule est l'unité du Système international, mais la kilocalorie parle davantage en comparaison à l'énergie alimentaire, et le wattheure en comparaison à une batterie électrique — la même grandeur physique, exprimée dans des unités adaptées à des contextes différents.
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