Calculateur de vitesse

La formule de la distance de freinage, v²/(2μg), a une conséquence capitale : doubler la vitesse quadruple la distance de freinage. À 30 mph sur asphalte sec (μ = 0.7), cette distance est d’environ 13 mètres. À 60 mph, elle atteint environ 53 mètres : elle est quatre fois plus longue pour une vitesse doublée. En ajoutant la distance de réaction (vitesse × 1.5 seconde), la distance d’arrêt totale à 60 mph dépasse 80 mètres sur route sèche et 110 mètres sur route mouillée. C’est pourquoi réduire la limite de 60 à 50 mph sur les autoroutes mouillées n’est pas une mesure symbolique : la distance d’arrêt totale diminue d’environ 30 %. Pour les piétons, les conséquences sont encore plus graves : une collision à 40 mph est mortelle dans environ 85 % des cas ; à 30 mph, le taux de mortalité tombe à environ 45 % ; à 20 mph, il passe sous les 10 %.

Les unités de vitesse varient selon leur usage, et leurs conversions découlent de définitions fondamentales. Le mètre par seconde est l’unité de base du SI, fondée sur la définition du mètre et de la seconde. Les miles par heure dominent le transport routier aux États-Unis et au Royaume-Uni, où les distances routières ont longtemps été mesurées en miles. Les kilomètres par heure sont utilisés dans la plupart des pays ayant adopté le système métrique. Les nœuds (miles marins par heure) servent en navigation maritime et aérienne, car le mille marin est défini comme 1/60 de degré de latitude ; les calculs de position et de distance en mer peuvent ainsi s’intégrer directement aux coordonnées géographiques. Le nombre de Mach est sans dimension et dépend du contexte : Mach 1 correspond à 343 m/s au niveau de la mer et à 20°C, mais à seulement 295 m/s en altitude de croisière, où l’air est plus froid. Choisir la bonne unité évite des erreurs en navigation, dans les calculs de sécurité et dans les spécifications techniques.

Lorsqu’un objet en mouvement s’arrête brusquement lors d’une collision, son énergie cinétique doit être dissipée dans les matériaux alentour : zone de déformation d’une voiture, déformation d’une barrière ou corps d’un piéton. La formule de l’énergie cinétique KE = ½mv² a deux conséquences importantes. Premièrement, la masse compte : un camion semi-remorque entièrement chargé à vitesse d’autoroute transporte environ 30 fois l’énergie cinétique d’une voiture particulière roulant à la même vitesse, d’où la gravité très différente des collisions entre véhicules légers et lourds. Deuxièmement, la vitesse compte bien davantage que la masse : à masse constante, doubler la vitesse quadruple l’énergie cinétique, tandis que doubler la masse ne fait que la doubler. Cela explique pourquoi la vitesse, et non la taille du véhicule, est le principal facteur de mortalité dans les collisions. Les dispositifs modernes de sécurité — zones de déformation, airbags et ceintures de sécurité — prolongent la durée de décélération (Δt dans la formule de la force d’impact F = mv/Δt), répartissant l’absorption de la même énergie sur une durée plus longue et réduisant ainsi la force maximale subie par les occupants.