La velocità è la misura della velocità con cui un oggetto cambia la sua posizione. Sebbene venga spesso confusa con la velocità, per questa misurazione è necessaria la direzione in cui si muove l’oggetto. Esistono molti tipi diversi di misurazioni della velocità, tra cui media, istantanea, accelerazione, radiale e angolare. È un concetto fondamentale in fisica e ha molte applicazioni nella vita di tutti i giorni.
Velocità contro velocità
I termini velocità e velocità sono spesso confusi e in alcune situazioni sono usati in modo intercambiabile. Ciò non è tecnicamente corretto, tuttavia, perché la velocità tiene conto dello spostamento di un oggetto, ovvero la distanza tra il punto iniziale e quello finale, mentre la velocità no. Se sono inclusi solo la distanza percorsa e il tempo, ciò che viene misurato è la velocità.
La velocità è una quantità scalare, nel senso che è una semplice quantità di qualcosa; include solo la velocità con cui qualcosa si sta muovendo. In termini scientifici, la velocità viene spesso misurata in metri al secondo, sebbene sia le unità che il tempo varino in altre applicazioni; un’auto che viaggia a 60 miglia all’ora (mph) o 96.5 chilometri all’ora (kph), ad esempio, si muove a una velocità specifica. È richiesta solo la velocità di movimento: di quanto si muove l’oggetto in un certo periodo di tempo. Questa è la formula per la velocità:
Velocità = Distanza / Tempo
La velocità è una quantità vettoriale, quindi include non solo la quantità, ma anche il modo in cui si muove nello spazio: la direzione. La direzione è determinata dallo spostamento, che è la distanza tra il punto in cui l’oggetto è iniziato e il punto in cui si è fermato. Questo non è necessariamente uguale alla distanza percorsa; se il punto A e il punto B sono distanti 2 km, ma una persona percorre un percorso di 3.5 km per andare da A a B, lo spostamento è ancora di 2 km. La direzione dal punto A al punto B deve essere inclusa quando si descrive questa misurazione, ad esempio “1.4 metri al secondo, nord”.
Questa è la formula per la velocità:
Velocità = Spostamento / Tempo
Poiché la velocità non tiene conto della distanza percorsa, la velocità media di un oggetto e la sua velocità media possono essere molto diverse. Se una persona percorre un percorso di 3.5 km dal punto A al punto B in 45 minuti, ha una velocità media di 4.66 km/h. Tuttavia, se lo spostamento tra A e B è di soli 2 km a nord, la sua velocità media è di 2.66 km/h, a nord.
Istantaneo e Costante
Ci sono due modi fondamentali per dare la velocità di un oggetto. La velocità istantanea è la velocità e la direzione con cui l’oggetto si muove in un dato momento, mentre la velocità costante (o media) è quando qualcosa si muove alla stessa velocità e direzione nel tempo. Ad esempio, una donna può avere una velocità istantanea di 1.4 m/s est in un dato momento mentre cammina in quella direzione. Perché questa sia una velocità costante, deve continuare a camminare in questa direzione a questo ritmo per un po’ di tempo. Se cambia direzione o cammina in un percorso circolare che la riporta al punto di partenza, non ha una velocità costante perché non si sta muovendo nella stessa direzione alla stessa velocità.
Accelerazione
Il termine “accelerazione” è usato per spiegare come un oggetto cambia la sua velocità nel tempo. In parole povere, l’oggetto sta accelerando o rallentando, ma poiché si tratta di una grandezza vettoriale, è necessario includere anche la direzione. Un oggetto che cambia direzione, anche a velocità costante, cambia anche la sua accelerazione. Poiché la velocità è misurata in distanza nel tempo, come m/s, l’accelerazione è misurata in distanza nel tempo nel tempo, o m/s2.
In fisica, positivo (+) e negativo (-) di solito indicano la direzione, non la velocità; quindi, quando qualcosa ha un’accelerazione negativa, non sta necessariamente rallentando, si sta muovendo in una direzione specifica. Il positivo è solitamente a destra o in alto, mentre il negativo è a sinistra o in basso.
Velocità angolare
Quando un oggetto si avvicina o si allontana dal suo punto di origine, si dice che ha velocità radiale o lineare. La velocità angolare è quando un oggetto ruota attorno a un punto centrale con un movimento circolare. Come altri tipi, viene misurato dalla distanza percorsa dall’oggetto nel tempo. Poiché l’oggetto si muove lungo un percorso circolare, la distanza angolare può essere misurata in radianti, gradi o rivoluzioni. Sebbene l’oggetto che si muove in un cerchio possa tornare al punto di partenza, ha una direzione: in senso orario (negativo) o antiorario (positivo).