4.2
Le problème de la distance détermine la distance parcourue par un objet en utilisant la vitesse mesurée à différents moments du temps.
Lorsque la vitesse varie, la distance totale peut être approximée en ajoutant de petits intervalles de déplacement, chacun montrant le mouvement sur un court pas de temps.
Par exemple, lors d’une course, un coureur accélère régulièrement pendant les trois premières secondes. Les mesures de vitesse prises toutes les demi-secondes montrent que la vitesse augmente de 0 à 6,2 mètres par seconde.
Ces mesures servent à estimer la distance totale en divisant le graphique vitesse–temps en rectangles d’une demi-seconde pour la somme inférieure et la somme supérieure.
L’estimation inférieure utilise les vitesses aux extrémités gauches de chaque intervalle de temps. En multipliant chacune de ces vitesses par le pas de temps d’une demi-seconde et en additionnant les résultats individuels, on obtient 10,55 mètres.
En revanche, l’estimation supérieure utilise les vitesses d’extrémité droite. En multipliant chacun de ces éléments par l’étape de temps et en additionnant, on obtient 13,65 mètres. La distance réelle se situe entre ces deux estimations. Augmenter le nombre de mesures conduit à un résultat plus précis.
Avec des mesures infinies, la distance est égale à l’aire sous la courbe, indiquée par l’intégrale de la vitesse dans le temps.
Lorsqu’un objet voit sa vitesse varier au cours du temps, la distance totale parcourue peut être déterminée en additionnant de petits déplacements sur…
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