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Accélération instantanée

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ID:(1433, 0)



Accélération instantanée

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Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$a$
a
Accélération instantanée
m/s^2
$\vec{a}$
&a
Accélération instantanée (vecteur)
m/s^2
$s$
s
Position
m
$t$
t
Temps
s
$t_0$
t_0
Temps initial
s
$v$
v
Vitesse
m/s
$\vec{v}$
&v
Vitesse (vector)
m/s
$v_0$
v_0
Vitesse initiale
m/s

Calculs


D'abord, sélectionnez l'équation:   à ,  puis, sélectionnez la variable:   à 

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

 Variable   Donnée   Calculer   Cible :   Équation   À utiliser



Équations

Comme un vecteur peut tre exprim comme un tableau de ses diff rentes composantes

$\vec{v}=(v_x,v_y,v_z)$



sa d riv e peut tre exprim e comme la d riv e de chacune de ses composantes

$\displaystyle\frac{d}{dt}\vec{v}=\displaystyle\frac{d}{dt}(v_x,v_y,v_z)=\left(\displaystyle\frac{dv_x}{dt},\displaystyle\frac{dv_y}{dt},\displaystyle\frac{dv_z}{dt}\right)=\displaystyle\frac{d\vec{v}}{dt}=\vec{a}$



en g n ral, la vitesse instantan e en plus d'une dimension est donn e par

equation

Si l'on consid re la diff rence de a vitesse ($v$) aux temps $t+\Delta t$ et $t$ :

$\Delta v = v(t+\Delta t)-v(t)$



et que l'on prend $\Delta t$ comme le temps écoulé ($\Delta t$), alors dans la limite des temps infinit simalement courts :

$a=\displaystyle\frac{\Delta v}{\Delta t}=\displaystyle\frac{v(t+\Delta t)-v(t)}{\Delta t} \rightarrow \lim_{\Delta t\rightarrow 0}\displaystyle\frac{v(t+\Delta t)-v(t)}{\Delta t}=\displaystyle\frac{dv}{dt}$



Cette derni re expression correspond la d riv e de la fonction a vitesse ($v$) :

equation=4356

qui, son tour, est la pente de la repr sentation graphique de cette fonction le temps ($t$).

Si nous int grons la d finition de a accélération instantanée ($a$) Le temps ($t$),

equation=4356

cela signifie que, pour un intervalle de temps $dt$, la distance parcourue est

$dv = a dt$



Si nous consid rons $N$ intervalles $dt_i$ avec des acc l rations $a_i$, le changement total de vitesse sera

$v - v_0 = \displaystyle\sum_i a_i dt_i$



Si nous consid rons la courbe de l'acc l ration en fonction du temps, les l ments $a_i dt_i$ correspondent des rectangles avec une hauteur $a_i$ et une largeur $dt_i$. La somme correspond donc l'aire sous la courbe de l'acc l ration en fonction du temps. Par cons quent, la somme peut tre exprim e comme une int grale :

equation

tant donn que a accélération instantanée ($a$) est la d riv e de a vitesse ($v$) par rapport le temps ($t$),

equation=4356

et que a vitesse ($v$) est la d riv e de a position ($s$) par rapport le temps ($t$),

equation=3153

nous avons donc

$a=\displaystyle\frac{dv}{dt}=\displaystyle\frac{d}{dt}\displaystyle\frac{ds}{dt}=\displaystyle\frac{d^2s}{dt^2}$



ce qui implique

equation


Exemples

D'un c t , il est important de diff rencier entre le cas le plus simple, unidimensionnel, et celui de plusieurs dimensions. Pour les deux cas, la d riv e de a vitesse ($v$) par rapport le temps ($t$), qui correspond la pente de la courbe de a vitesse ($v$), est gale a accélération instantanée ($a$). De mani re similaire, la d riv e de a vitesse (vector) ($\vec{v}$) par rapport le temps ($t$), qui correspond a vitesse (vector) ($\vec{v}$).

mechanisms

L'acc l ration est d finie comme la variation de la vitesse par temps. Cependant, ce concept se r duit une acc l ration moyenne qui existe pendant l'intervalle de temps consid r .

La limitation de l'acc l ration moyenne se refl te dans le fait qu\'un processus qui comprend un processus d\'acc l ration suivi d\'une d c l ration jusqu\' l\'arr t aura une acc l ration moyenne de z ro. Ainsi, en moyenne, il n\'y aurait pas d\'acc l ration et, s\'il est arr t , il ne se d placerait pas, alors qu\'en r alit il avance la fois dans la phase d\'acc l ration et de d c l ration.

Si nous voulons conna tre l\'acc l ration chaque instant, nous devons prendre un intervalle de temps suffisamment petit pour que pendant ce temps, l\'acc l ration puisse tre consid r e comme approximativement constante. De cette mani re, l\'acc l ration moyenne estim e de cette mani re correspond l\'acc l ration existante au moment consid r .

Par cons quent, nous parlons 'd'acc l ration instantan e' pour nous r f rer l\'acc l ration un moment donn .

Si nous prenons le temps écoulé ($\Delta t$) et observons un objet en mouvement avec la vitesse a vitesse ($v$), puis observons le m me objet un moment ult rieur $t+\Delta t$ avec la vitesse $v(t+\Delta t)$, nous pouvons estimer son acc l ration comme le changement de vitesse pendant le temps écoulé ($\Delta t$):

$a\sim\displaystyle\frac{v(t+\Delta t)-v(t)}{\Delta t}$



mesure que la valeur de $\Delta t$ diminue, cette expression pour l'acc l ration se rapproche du taux de variation instantan de la vitesse au moment $t$, c\'est- -dire la pente de la tangente la courbe de vitesse ce point :

image

Cela g n ralise le concept de a accélération instantanée ($a$) pour le cas de a accélération constante ($a_0$), comme vu pr c demment, exprim comme la d riv e de a vitesse ($v$) par rapport le temps ($t$) :

equation=4356


Si l'on observe que a vitesse ($v$) est gal a distance parcourue en un temps ($\Delta s$) pour le temps écoulé ($\Delta t$), cela indique que le chemin est donn par :

$\Delta s = v\Delta t$



Comme le produit $v\Delta t$ repr sente l'aire sous la courbe de vitesse par rapport au temps, qui est galement gale au chemin parcouru :

image

Cette aire peut galement tre calcul e avec l'int grale de la fonction correspondante. Par cons quent, l'int grale de l'acc l ration entre le temps initial ($t_0$) et le temps ($t$) correspond au changement de vitesse entre la vitesse initiale a vitesse initiale ($v_0$) et a vitesse ($v$) :

equation=10307

A accélération instantanée ($a$) est gal la d riv e de a vitesse ($v$) par rapport le temps ($t$) :

equation=4356

Et comme a vitesse ($v$) est la d riv e de a position ($s$) par rapport le temps ($t$) :

equation=3153

Par cons quent, a accélération instantanée ($a$) est la deuxi me d riv e de a position ($s$) par rapport le temps ($t$),

equation=12572

ce qui correspond la courbure de la courbe a position ($s$) en fonction de le temps ($t$) :
image

Dans le cas d'une dimension, a accélération instantanée ($a$) est li e a vitesse ($v$) par sa d riv e en le temps ($t$), tandis que l'int grale de a accélération instantanée ($a$) sur l'intervalle de le temps ($t$) Le temps initial ($t_0$) fournit a vitesse ($v$) partir de a vitesse initiale ($v_0$). Dans un contexte plus g n ral, en plus d'une dimension, la fonction a vitesse (vector) ($\vec{v}$) peut tre d riv e en le temps ($t$), ce qui donne a vitesse (vector) ($\vec{v}$).

model

La variable a accélération moyenne ($\bar{a}$), calcul e comme le changement de a différence de vitesse ($\Delta v$) divis par l'intervalle de le temps écoulé ($\Delta t$) travers

equation=3678

est une approximation de l'acc l ration r elle, qui a tendance se distordre lorsque l'acc l ration fluctue pendant l'intervalle de temps. Par cons quent, le concept de a accélération instantanée ($a$) d termin sur un tr s petit intervalle de temps est introduit. Dans ce cas, nous parlons d'un intervalle de temps infinit simalement petit, et la variation de la vitesse au fil du temps se r duit la d riv e de a vitesse ($v$) par rapport le temps ($t$) :

kyon

ce qui correspond la d riv e de la vitesse.

Si a accélération instantanée ($a$) correspond la d riv e de a vitesse ($v$) Le temps ($t$),

equation=4356

alors a vitesse ($v$) est gale a vitesse initiale ($v_0$), et l'int gration de l'acc l ration de le temps initial ($t_0$) Le temps ($t$) est:

kyon

tant donn que a accélération instantanée ($a$) repr sente la pente de a vitesse ($v$) par rapport le temps ($t$),

equation=4356

et que a vitesse ($v$) est son tour la pente de a position ($s$) par rapport le temps ($t$),

equation=3153

nous pouvons exprimer a accélération instantanée ($a$) comme la deuxi me d riv e de a position ($s$) par rapport le temps ($t$).

kyon


En g n ral, la vitesse doit tre comprise comme un vecteur tridimensionnel. Autrement dit, son a position ($s$) doit tre d crit par un vecteur une position (vector) ($\vec{s}$), pour lequel chaque composante a vitesse ($v$) peut tre d finie comme indiqu dans l' quation suivante :

equation=4356

Cela permet de g n raliser a vitesse (vector) ($\vec{v}$) de la mani re suivante :

kyon


>Modèle

ID:(1433, 0)



Mécanismes

Définition

D'un côté, il est important de différencier entre le cas le plus simple, unidimensionnel, et celui de plusieurs dimensions. Pour les deux cas, la dérivée de a vitesse ($v$) par rapport à Le temps ($t$), qui correspond à la pente de la courbe de a vitesse ($v$), est égale à A accélération instantanée ($a$). De manière similaire, la dérivée de a vitesse (vector) ($\vec{v}$) par rapport à Le temps ($t$), qui correspond à A vitesse (vector) ($\vec{v}$).

ID:(15398, 0)



Accélération instantanée

Image

L'accélération est définie comme la variation de la vitesse par temps. Cependant, ce concept se réduit à une accélération moyenne qui existe pendant l'intervalle de temps considéré.

La limitation de l'accélération moyenne se reflète dans le fait qu\'un processus qui comprend un processus d\'accélération suivi d\'une décélération jusqu\'à l\'arrêt aura une accélération moyenne de zéro. Ainsi, en moyenne, il n\'y aurait pas d\'accélération et, s\'il est arrêté, il ne se déplacerait pas, alors qu\'en réalité il avance à la fois dans la phase d\'accélération et de décélération.

Si nous voulons connaître l\'accélération à chaque instant, nous devons prendre un intervalle de temps suffisamment petit pour que pendant ce temps, l\'accélération puisse être considérée comme approximativement constante. De cette manière, l\'accélération moyenne estimée de cette manière correspond à l\'accélération existante au moment considéré.

Par conséquent, nous parlons 'd'accélération instantanée' pour nous référer à l\'accélération à un moment donné.

ID:(11352, 0)



Accélération comme dérivée

Noter

Si nous prenons le temps écoulé ($\Delta t$) et observons un objet en mouvement avec la vitesse a vitesse ($v$), puis observons le même objet à un moment ultérieur $t+\Delta t$ avec la vitesse $v(t+\Delta t)$, nous pouvons estimer son accélération comme le changement de vitesse pendant le temps écoulé ($\Delta t$):

$a\sim\displaystyle\frac{v(t+\Delta t)-v(t)}{\Delta t}$



À mesure que la valeur de $\Delta t$ diminue, cette expression pour l'accélération se rapproche du taux de variation instantané de la vitesse au moment $t$, c\'est-à-dire la pente de la tangente à la courbe de vitesse à ce point :



Cela généralise le concept de a accélération instantanée ($a$) pour le cas de a accélération constante ($a_0$), comme vu précédemment, exprimé comme la dérivée de a vitesse ($v$) par rapport à Le temps ($t$) :

ID:(11353, 0)



Chemin parcouru comme surface sous la courbe de vitesse

Citation


Si l'on observe que a vitesse ($v$) est égal à A distance parcourue en un temps ($\Delta s$) pour le temps écoulé ($\Delta t$), cela indique que le chemin est donné par :

$\Delta s = v\Delta t$



Comme le produit $v\Delta t$ représente l'aire sous la courbe de vitesse par rapport au temps, qui est également égale au chemin parcouru :



Cette aire peut également être calculée avec l'intégrale de la fonction correspondante. Par conséquent, l'intégrale de l'accélération entre le temps initial ($t_0$) et le temps ($t$) correspond au changement de vitesse entre la vitesse initiale a vitesse initiale ($v_0$) et a vitesse ($v$) :

ID:(2252, 0)



Courbure de la courbe de position dans le temps

Exercer

A accélération instantanée ($a$) est égal à la dérivée de a vitesse ($v$) par rapport à Le temps ($t$) :



Et comme a vitesse ($v$) est la dérivée de a position ($s$) par rapport à Le temps ($t$) :



Par conséquent, a accélération instantanée ($a$) est la deuxième dérivée de a position ($s$) par rapport à Le temps ($t$),



ce qui correspond à la courbure de la courbe a position ($s$) en fonction de le temps ($t$) :

ID:(11354, 0)



Modèle

Équation

Dans le cas d'une dimension, a accélération instantanée ($a$) est liée à A vitesse ($v$) par sa dérivée en le temps ($t$), tandis que l'intégrale de a accélération instantanée ($a$) sur l'intervalle de le temps ($t$) à Le temps initial ($t_0$) fournit a vitesse ($v$) à partir de a vitesse initiale ($v_0$). Dans un contexte plus général, en plus d'une dimension, la fonction a vitesse (vector) ($\vec{v}$) peut être dérivée en le temps ($t$), ce qui donne a vitesse (vector) ($\vec{v}$).

ID:(15401, 0)