Il velocità media o la velocità media è definita come il quoziente tra lo spazio percorso e il tempo impiegato a viaggiare in quello spazio. La velocità è una grandezza fondamentale sia nella fisica che nella vita quotidiana delle persone. È presente in quasi tutti gli aspetti 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 lo spostamento e il 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 in una direzione.
Nel sistema internazionale, la velocità viene misurata in metri al secondo (m / s), sebbene nella vita di tutti i giorni vengano spesso utilizzate altre unità, come i chilometri orari (km / h).
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Il calcolo della velocità media viene effettuato dalla seguente espressione:
vm = ∆s / ∆t = (sF - S0) / (tF - t0)
In questa equazione vm è la velocità media, ∆s è l'incremento di spostamento e ∆t è l'incremento di tempo. Da parte sua, sF e sì0 sono rispettivamente lo spostamento finale e iniziale; mentre tuF e tu0 sono rispettivamente l'ora finale e quella iniziale.
Un'altra espressione per calcolare la velocità media è:
vm = st / tt
In questa espressione st è lo spostamento totale e tt è il tempo totale investito nel fare quel movimento.
Come si può vedere in questo calcolo, vengono presi in considerazione solo lo spostamento totale e il tempo totale utilizzato in esso, senza che sia necessario in alcun momento tenere conto di come è avvenuto questo spostamento..
Né è necessario sapere se il corpo ha accelerato, fermato o viaggiato 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 = vm ∙ ∆t
Potrebbe anche essere fatto se è necessario calcolare il tempo impiegato in un movimento eseguito ad una velocità media nota:
∆t = vm ∙ ∆s
La velocità può essere espressa in diverse unità. Come già 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..
D'altra parte, nel sistema di unità anglosassone usano il piede al secondo (ft / s) o miglia orarie (mph) per i 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.
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 verrebbe effettuato come segue:
vm = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h
Se si desidera esprimere la velocità in unità di sistema internazionale, è necessario eseguire la seguente conversione:
vm = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, dato che un chilometro è mille metri e un'ora ha 3600 secondi.
Un altro caso pratico di calcolo della velocità media è quando sono stati effettuati diversi spostamenti in un dato periodo di tempo..
Supponiamo che una donna che abbia effettuato diversi viaggi in bicicletta nell'arco di diversi giorni e desideri 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:
vm = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h
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 di detta 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 i 45 chilometri orari..
Gli uragani di categoria 1 possono raggiungere una velocità media di 119 chilometri orari. Infine, la velocità orbitale media della Terra attorno al Sole è di 107.218 chilometri all'ora..
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