Physique-Chimie · 3ème année collège
La vitesse
Une formule simple, une conversion à maîtriser, et une conséquence qui sauve des vies.
01 Calculer une vitesse
Définition
La vitesse moyenne est le quotient de la distance parcourue par la durée du parcours.
v = dt
Les deux formes dérivées se retrouvent immédiatement :
d = v × t t =Exemple
Un cycliste parcourt 45 km en 3 heures.
v =02 Les unités et leur conversion
L'unité internationale est le mètre par seconde (m/s). Dans la vie courante, on emploie le kilomètre par heure (km/h).
La conversion
Pour passer des km/h aux m/s, on divise par 3,6. Pour l'inverse, on multiplie par 3,6.
20 m/s × 3,6 = 72 km/h
D'où vient le 3,6 ? Un kilomètre vaut 1000 mètres et une heure vaut 3600 secondes. Le rapport 1000/3600 se simplifie en 1/3,6. Comprendre l'origine du nombre évite de se tromper de sens dans la conversion.
Vérifie toujours le sens. Une vitesse en m/s est forcément plus petite que la même vitesse en km/h. Si ta conversion donne un nombre plus grand, tu as multiplié au lieu de diviser.
03 Vitesse moyenne et vitesse instantanée
| Vitesse moyenne | Vitesse instantanée | |
|---|---|---|
| Portée | Tout le trajet | Un instant précis |
| Mesure | Calcul d = v × t | Compteur du véhicule |
| Usage | Planifier un trajet | Respecter une limitation |
Un automobiliste qui met 2 heures pour faire 160 km a une vitesse moyenne de 80 km/h. Cela ne dit rien de sa vitesse à un instant donné : il a pu s'arrêter, puis rouler à 120.
À toi. Un train relie deux villes distantes de 240 km en 3 heures. Quelle est sa vitesse moyenne en km/h, puis en m/s ?
80 ÷ 3,6 ≈ 22,2 m/s
04 Vitesse et sécurité routière
La distance d'arrêt
Elle se compose de la distance de réaction, parcourue pendant le temps de réaction du conducteur — environ une seconde — et de la distance de freinage.
À 90 km/h, soit 25 m/s, le véhicule parcourt déjà 25 mètres avant que le pied n'atteigne la pédale. S'y ajoute le freinage lui-même.
Point capital : quand la vitesse double, la distance de freinage est multipliée par quatre, pas par deux. C'est ce qui rend les excès de vitesse si dangereux. La fatigue, l'alcool et le téléphone allongent encore le temps de réaction, et une chaussée mouillée double la distance de freinage.
✓ L'essentiel
- Vitesse moyenne
- v = d / t, sur l'ensemble du trajet.
- Conversion
- km/h vers m/s : diviser par 3,6. m/s vers km/h : multiplier par 3,6.
- Vitesse instantanée
- Celle d'un instant précis, lue au compteur.
- Distance d'arrêt
- Distance de réaction plus distance de freinage.
Les erreurs à éviter
- Se tromper de sens dans la conversion : les m/s donnent toujours un nombre plus petit.
- Mélanger des kilomètres et des minutes sans les convertir.
- Croire que doubler la vitesse double la distance de freinage.