Velocità, spazio e tempo. Formule ed esercizi

Avete mai visto una corsa dei 100 metri alle Olimpiadi? Gli atleti corrono in modo impressionante, arrivando in poco tempo a tagliare il traguardo. Beh, se avete assistito ad una gara del genere vi sarete probabilmente chiesti a che velocità andassero questi sportivi dal fisico statuario.

Già, ma come si calcola la velocità? Che sia una persona, un animale o un oggetto, tipo una motocicletta, una macchina o un'astronave.

In realtà non è molto difficile calcolarla, e tra poco vedremo perché.

Prima, però, dobbiamo fare una distinzione tra velocità media e velocità in un determinato momento, istante.

La velocità media è una velocità calcolata in base allo spazio percorso e al tempo impiegato, per tutto il tragitto preso in considerazione. Anche se la persona o l'oggetto cambiano velocità, nei vari momenti della corsa, noi avremo un solo valore, che è appunto un valore medio, cioè una media.

Nel secondo caso, invece, si calcola la velocità in un punto preciso. Ad esempio la velocità massima o quella minima, oppure la velocità raggiunto a metà strada. Tutti valori che possono, in questo caso, essere diversi tra loro.

Se avete capito la differenza, possiamo adesso passare alla spiegazione vera e propria.
A noi, in questa pagina, interessa la prima versione, cioè la velocità media.

Per calcolare la velocità è indispensabile conoscere altri due dati: lo spazio e il tempo.

Relazione tra velocità, spazio e tempo
La formula del calcolo della velocità è la seguente

Velocità = Spazio / Tempo
In pratica, la Velocità è uguale allo Spazio fratto il Tempo.

Quali sono le unità di misura?
  • Spazio (S): possono essere metri, chilometri, centimetri, ecc...
  • Tempo (T): lo si può misurare in secondi, minuti, ore...
  • Velocità (V): essendo uguale a spazio fratto tempo, la troveremo spesso in questo modo: km/h (chilometri all'ora), m/s (metri al secondo) e così via...
Facile, no? Una semplice frazione, cioè, una divisione.

Vediamo qualche esercizio.

1) Se l'atleta riesce a correre per 100 metri in 10 secondi, a che velocità è andato?
  • S= 100
  • T= 10
  • V = S/T = 100/10 = 10 m/s (metri al secondo)
In pratica, ogni secondo ha percorso, in media, dieci metri.

2) Il treno veloce riesce a fare 900 km in 3 ore, a che velocità?
  • S= 900
  • T= 3
  • V= S/T
    = 900/3
    = 300 km/h (chilometri all'ora)
In alcuni esercizi potrebbe essere chiesto di trasformare i metri in chilometri e/o i secondi in ore. Quindi bisogna fare attenzione a cosa si sta calcolando. Potremmo arrivare ad un risultato espresso in km/s (chilometri al secondo), oppure m/h (metri all'ora).

Bene, proviamo ora ad aumentare la difficoltà dell'argomento. 

Se, al posto della velocità, ci venisse chiesto di calcolare lo spazio o il tempo, conoscendo la velocità?

In tal caso abbiamo bisogno delle formule inverse
Se la velocità è uguale allo spazio fratto il tempo, allora:
  • S = V x T
    Lo spazio è uguale alla velocità moltiplicata per il tempo
  • T = S / V
    Il tempo è uguale allo spazio fratto il tempo
Esercizi con le formule inverse

1) L'auto di mio padre viaggia a 150 km/h. Quanto tempo impiegherà per fare 50 km?
  • V = 150
  • S = 50
  • T = S / V
    = 50 / 150
    = 1 / 3 di un'ora
    cioè, un terzo di un'ora; essendo l'ora composta da 60 minuti, un terzo (diviso 3) sarà pari a 20 minuti. Che è la soluzione dell'esercizio.
2) Marco tira un calcio di rigore. La palla va a 20 m/s (metri al secondo). A quanti metri di distanza arriverà il pallone dopo 15 secondi?
  • V = 20
  • T = 15
  • S = V x T
    = 20 x 15
    = 300 metri
Tutto chiaro?
Una volta capita la formula principale basterà invertire i dati per utilizzare le formule inverse.
Provate ad inventarvi qualche esercizio, scegliendo i valori di T e S, oppure T e V, oppure di S e V, cercando poi di calcolare il dato mancante.