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Velocità media

Che cosa si intede per velocità media?

La velocità media è un concetto legato strettamente alla variazione dello spazio nel tempo, che si ha ogni ogni volta che un corpo si muove e quindi varia la propria posizione in un certo intervallo di tempo.

Quando un corpo è invece in quiete, ovvero non varia la propria posizione nel tempo, allora diremo che il corpo è fermo oppure che la sua velocità è nulla rispetto ad un opportuno sistema di riferimento.

Per capire il concetto di velocità media prendiamo l'esempio di un treno che si sta muovendo lungo i binari.

Fissiamo due istanti di tempo 1 e 2 e riferiamoci ai due intervalli di tempo come t1 e t2.

Le posizioni assunte dal treno in questi due intervalli saranno s1 e s2.

Si definiscono variazione di spazio (o ∆s) e variazione di tempo ( o ∆t) rispettivamente le differenze:

∆s = s2 - s1

e

∆t = t2 - t1

Definizione di velocità media

Si definisce velocità media assunta dal corpo tra gli istanti 1 e 2 il rapporto tra la variazione dello spazio rispetto alla variazione temporale. La formula per il calcolo della velocità media è la seguente:

velocità media

Essa misura pertanto la rapidità con cui cambia lo spazio nel tempo.

Nelle unità del Sistema Internazionale, l'unità di misura della velocità media è m/s (metri al secondo).

La velocità media però fornisce un'informazione complessiva e globale di quello che è successo lungo il tragitto, ovvero un'informazione "media".

Nel caso del treno, infatti, se non specificato, non sapremo mai se esso abbia fatto fermate intermedie, se abbia variato la propria velocità lungo il tragitto, accelerando o decelerando ecc.

Se i due istanti di tempo 1 e 2 diventano sempre più ravvicinati, fino a diventare infinitesimi, ovvero la cui differenza è prossima allo zero, allora si parlerà di velocità istantanea.

La velocità media può assumere valori positivi o negativi; ciò sta a significare in quale verso il corpo si muove secondo il sistema di riferimento adottato.

Prendiamo come positivo il verso rivolto a destra del nostro sistema di riferimento:

retta orientata

Se un punto P all'istante t1 = 1 s si trova nella posizione s1 = -2 e all'istante t2 = 2 s alla posizione s2 = 0, esso si starà muovendo verso destra cioè passa dalla posizione -2 alla posizione 0.

Quindi ci aspettiamo che la velocità sia positiva, in quanto il moto avviene nello stesso verso del sistema di riferimento:

velocità media positiva

Se invece il punto P si fosse trovato all'istante t1 = 1 s nella posizione s1 = 0 e all'istante t2 = 2 s alla posizione s2 = -2, esso sarebbe stato in moto verso sinistra, passando dalla posizione 0 alla posizione -2.

Quindi la velocità sarebbe stata negativa, in quanto il moto sarebbe avvenuto nel verso contrario a quello del sistema di riferimento:

velocità media negativa

Formule inverse della velocità media

Conoscendo la velocità media v di un corpo è possibile ricavare le formule inverse per ricavare o lo spazio percorso ∆s o il tempo impiegato a percorrerlo ∆t:

∆s = v · ∆t

e

∆t = ∆s / v

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