VELOCITÀ MEDIA: COME CALCOLARLA ED ESEMPI - FISICO - 2024

La velocità media o velocità media è definita come il quoziente tra lo spazio percorso e il tempo utilizzato per viaggiare in quello spazio. La velocità è una quantità fondamentale sia nella fisica che nella vita quotidiana delle persone. È presente in quasi ogni aspetto della vita delle persone.

Questa presenza di velocità è particolarmente evidente nella società odierna, dove c'è una crescente domanda di immediatezza. Naturalmente, la velocità è anche intrinsecamente correlata a una moltitudine di fenomeni fisici. In qualche modo, tutte le persone hanno un'idea intuitiva, più o meno corretta, del concetto di velocità.

È necessario distinguere tra velocità media e velocità istantanea. La velocità istantanea è la velocità che un corpo sta portando in un dato istante, mentre la velocità media è il quoziente tra spostamento e tempo.

Inoltre, va notato che la velocità è una quantità scalare; cioè, ha una direzione, un senso e un modulo. In questo modo, la velocità viene applicata su una direzione.

Nel sistema internazionale, la velocità viene misurata in metri al secondo (m / s), sebbene nella vita quotidiana vengano spesso utilizzate altre unità, come i chilometri orari (km / h).

Come calcolarlo?

Il calcolo della velocità media viene effettuato dalla seguente espressione:

v _m = ∆s / ∆t = (s _{f -} s ₀ ) / (t _{f -} t ₀ )

In questa equazione v _m è la velocità media, ∆s è l'incremento di spostamento e ∆t è l'incremento di tempo. D'altra parte, s _f e s ₀ sono rispettivamente lo spostamento finale e iniziale; mentre t _f e t ₀ sono rispettivamente il tempo finale e quello iniziale.

Un'altra espressione per calcolare la velocità media è:

v _m = s _t / t _t

In questa espressione s _t è lo spostamento totale et _t è il tempo totale investito per realizzare quello spostamento.

Come si può vedere in questo calcolo, vengono presi in considerazione solo lo spostamento totale e il tempo totale trascorso su di esso, senza che sia necessario in alcun momento tenere conto di come si è verificato tale spostamento.

Né è necessario sapere se il corpo ha accelerato, si è fermato o ha viaggiato per tutto il percorso a velocità costante.

Spesso può essere necessario eseguire il calcolo inverso per determinare lo spostamento totale dalla velocità media e dal tempo totale impiegato.

In tal caso, non ti resta che risolvere lo spostamento della prima equazione per ottenere l'espressione che ne consente il calcolo:

∆s = v _m ∙ ∆t

Lo stesso si potrebbe fare se fosse necessario calcolare il tempo impiegato in un movimento eseguito ad una velocità media nota:

∆t = v _m ∙ ∆s

Unità di misura per la velocità

La velocità può essere espressa in diverse unità. Come accennato in precedenza, nel Sistema Internazionale l'unità di misura è il metro al secondo.

Tuttavia, a seconda del contesto, può essere più conveniente o più pratico utilizzare altre unità. Pertanto, nel caso dei mezzi di trasporto, viene solitamente utilizzato il chilometro orario.

Da parte sua, nel Sistema di unità anglosassone usano il piede al secondo (ft / s) o il miglio all'ora (mph) nel caso dei mezzi di trasporto.

Nella navigazione marittima il nodo è comunemente usato; D'altra parte, in aeronautica a volte viene utilizzato il numero di Mach, che è definito come il quoziente tra la velocità di un corpo e la velocità del suono.

Esempi di calcolo della velocità media

Primo esempio

Un tipico esempio in cui potrebbe essere necessario calcolare la velocità media è un viaggio tra due città separate.

Supponiamo il caso in cui sia noto sia lo spostamento totale (che non deve coincidere con la distanza tra le due città) effettuato nel viaggio tra le due città - ad esempio 216 chilometri - sia il tempo impiegato per quel viaggio. -per esempio, tre ore-.

Il calcolo della velocità media sarebbe fatto in questo modo:

v _m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h

Se vuoi esprimere la velocità in unità del Sistema Internazionale, devi effettuare la seguente conversione:

v _m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, poiché un chilometro è mille metri e un'ora ha 3600 secondi.

Secondo esempio

Un altro caso pratico di calcolo della velocità media è quando sono stati effettuati più movimenti in un dato periodo di tempo.

Supponiamo che una donna che abbia fatto diversi viaggi in bicicletta in diversi giorni e voglia sapere qual è stata la velocità media totale del suo viaggio.

La donna ha percorso le seguenti distanze nei giorni successivi: 30 chilometri, 50 chilometri, 40 chilometri e 20 chilometri.

I rispettivi tempi utilizzati sono stati i seguenti: un'ora e mezza, due ore e mezza, 2 ore e mezza e un'ora e mezza. Quindi la velocità media risultante viene calcolata come segue:

v _m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Esempi di velocità media

Può essere interessante conoscere alcuni esempi di velocità medie di viaggio per avere un'idea più intuitiva dei diversi valori che la velocità può assumere.

Nel caso di una persona che cammina, il valore della sua velocità media è considerato di 5 chilometri all'ora. Se quella stessa persona corre, può raggiungere la metà della velocità media.

La velocità media di un ciclista amatoriale può essere stimata intorno ai 16 chilometri orari, mentre per un ciclista professionista su strada la velocità media raggiunge un valore di 45 chilometri orari.

Gli uragani di categoria 1 possono avere una velocità media di 119 chilometri orari. Infine, la velocità orbitale media della Terra attorno al Sole è di 107.218 chilometri all'ora.

Riferimenti

1. Velocità (nd). In Wikipedia. Estratto il 23 aprile 2018 da en.wikipedia.org.
2. Velocità (nd). In Wikipedia. Estratto il 23 aprile 2018 da es.wikipedia.org.
3. Chilometri orari (na). In Wikipedia. Estratto il 23 aprile 2018 da es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Le lezioni di Feynman sulla fisica.
5. Elert, Glenn. "Velocità e velocità". Il libro ipertestuale di fisica. Estratto il 23 aprile 2018.