Calculateur de mouvement rectiligne uniformément accéléré (vitesse et déplacement)

Calcule la vitesse finale et le déplacement d'un mouvement rectiligne uniformément accéléré à partir de la vitesse initiale, de l'accélération et du temps écoulé.

Ce qu’est le mouvement uniformément accéléré

Le mouvement uniformément accéléré est **un déplacement en ligne droite dont l’accélération ne change jamais**. L’accélération demeurant constante, trois grandeurs — la vitesse initiale v0, l’accélération a et le temps écoulé t — fixent la vitesse et la position à cet instant, chacune par une seule formule. Cet outil calcule la vitesse finale par **v = v0 + at** et le déplacement par **x = v0t + ½at²**. Les unités sont en SI fixe : mètres par seconde, mètres par seconde carrée et secondes.

**Le déplacement x n’est pas la distance parcourue mais le changement de position, direction comprise.** Dans un mouvement qui revient sur lui-même — une balle lancée vers le haut, par exemple — l’aller et le retour s’annulent, si bien que la grandeur du déplacement ressort plus petite que le chemin réellement couvert. Vitesse initiale et accélération admettent valeurs positives, négatives et nulles, mais **le temps écoulé doit valoir zéro ou davantage.** Pour interroger un instant antérieur, replacez t = 0 au moment où la vitesse initiale a été mesurée.

Comment se servir du calculateur

  1. Saisissez la vitesse initiale Donnez la vitesse de départ en m/s. Elle vaut zéro si le mouvement part du repos.
  2. Saisissez l’accélération Donnez-la en m/s². **Prenez une valeur négative pour freiner** : a = -3, par exemple.
  3. Saisissez le temps écoulé Indiquez en secondes à quelle échéance vous voulez l’état. Les valeurs négatives sont refusées.
  4. Lisez la vitesse et le déplacement Vous obtenez la vitesse finale et le déplacement à cet instant. Un déplacement négatif signifie que le corps se tient de l’autre côté du départ, à l’encontre de la vitesse initiale.
  5. Appliquez-le à la chute libre Mettez l’accélération de la pesanteur — environ 9,8 m/s² — dans l’accélération et vous obtiendrez la vitesse et la hauteur de chute depuis le lâcher.

Astuces pour en tirer le meilleur parti

  • Pour calculer un mouvement de décélération, saisissez une valeur négative pour l'accélération (a) ; par exemple a = -3 lors d'un freinage.
  • Le déplacement (x) représente le changement de position en tenant compte du sens, et non la distance totale parcourue. Si l'accélération et la vitesse initiale sont de sens opposés, le déplacement peut même devenir négatif lors d'un mouvement aller-retour.
  • Cet outil s'applique aussi à la chute libre. Saisissez l'accélération de la pesanteur terrestre (environ 9,8 m/s²) comme accélération pour obtenir la vitesse et la distance parcourue à tout instant après le lâcher.
  • Le temps écoulé (t) n'accepte que des valeurs supérieures ou égales à 0. Si vous devez calculer un instant antérieur au point de référence, redéfinissez t=0 au moment de la vitesse initiale et recalculez à partir de là.

Où le calculateur est utile

Devoirs de physique et préparation aux examens

Il sert à s’exercer aux deux formules et convient pour recouper une réponse faite à la main.

Estimer une distance de freinage

Mettez la vitesse de marche en initiale et la décélération négative en accélération : vous aurez une idée du chemin parcouru avant l’arrêt.

Vérifier le temps et la vitesse d’une chute libre

Avec 9,8 m/s² en accélération, vous voyez de combien un corps tombe en un nombre donné de secondes et à quelle vitesse il va.

Se faire une idée de ce que disent les formules

Doubler le temps quadruple presque le déplacement, car le terme en t² l’emporte. Changer les nombres rend ces rapports palpables.

Quand vous voulez aussi le mouvement oblique et les forces

Pour le tir en angle, voyez le calculateur du mouvement parabolique ; pour le travail et l’énergie, le calculateur du travail et de l’énergie cinétique ; pour l’effet du frottement, le calculateur de la force de frottement.

Termes relatifs au mouvement uniformément accéléré

Mouvement uniformément accéléré
Déplacement en ligne droite à une accélération qui ne change jamais. La chute libre et une voiture freinant sous une force constante en sont les exemples usuels.
Vitesse initiale (v0)
La vitesse à l’instant où commence l’observation, t = 0. Elle se saisit ici en m/s et peut être positive, négative ou nulle.
Accélération (a)
Le changement de vitesse par unité de temps. Une valeur négative marque une force opposée à la vitesse initiale : le corps ralentit.
Déplacement (x)
Le changement de position, direction comprise. Il diffère de la longueur du chemin : dans un mouvement qui revient, il ressort plus petit que la distance parcourue.
Accélération de la pesanteur
L’accélération d’environ 9,8 m/s² que subit un corps près de la surface terrestre. La chute libre se traite comme un mouvement uniformément accéléré avec ce chiffre pour accélération.
Distance parcourue
La longueur totale effectivement couverte. Additionnée sans égard à la direction, elle vaut toujours au moins la grandeur du déplacement.

Questions fréquentes

Le mouvement rectiligne uniformément accéléré décrit le déplacement d'un objet le long d'une ligne droite avec une accélération constante. La chute libre et une voiture qui décélère sous l'effet d'un freinage constant en sont des exemples typiques.

La formule de la vitesse finale v = v0 + at découle directement de la définition de l'accélération (le taux de variation de la vitesse). La formule du déplacement x = v0t + (1/2)at² s'obtient en intégrant la vitesse par rapport au temps ; elle représente la somme de la distance parcourue à vitesse initiale et de la distance supplémentaire due à l'accélération.

Une accélération négative signifie qu'une force agit dans le sens opposé à la vitesse initiale, ce qui fait ralentir l'objet (lorsque la vitesse initiale est positive). C'est le cas d'une voiture qui freine ou d'une balle lancée vers le haut qui décélère sous l'effet de la gravité.

Oui. La chute libre peut être calculée comme un cas particulier de mouvement rectiligne uniformément accéléré avec une vitesse initiale de 0 (ou toute autre valeur) et une accélération réglée sur la pesanteur terrestre (environ 9,8 m/s², le sens vers le bas étant considéré comme positif).
Tool-kun

Anecdote — La loi de la chute des corps révélée par Galilée

On attribue à Galilée, scientifique italien du XVIIe siècle, les fondements du concept de mouvement uniformément accéléré. Avant lui, on croyait depuis des siècles, suivant Aristote, que les objets les plus lourds tombaient plus vite. Par des expériences répétées consistant à faire rouler des billes sur des plans inclinés, Galilée démontra que la vitesse de chute d'un objet ne dépend pas de sa masse, mais augmente à un rythme constant proportionnel au temps écoulé.

Comme il n'existait pas encore d'horloges précises à l'époque, on raconte que Galilée mesurait le temps à l'aide de son propre pouls et de clepsydres. Les chutes rapides étant trop difficiles à mesurer avec précision, il eut l'ingéniosité de ralentir le mouvement en réduisant l'inclinaison des plans, une approche aujourd'hui saluée comme pionnière de la science expérimentale.

Cette idée de mouvement uniformément accéléré évolua plus tard vers l'équation du mouvement d'Isaac Newton (F = ma), posant les fondations de la mécanique classique. Aujourd'hui encore, les formules du mouvement uniformément accéléré sont utilisées dans de nombreux domaines de l'ingénierie, du calcul de la distance de freinage d'une voiture à la conception des trajectoires de lancement des fusées.