Ce que mesure l’accélération
L’accélération est la vitesse à laquelle la vitesse change. Une voiture qui gagne 10 km/h chaque seconde accélère plus fort qu’une voiture qui en gagne 5. En physique, on l’exprime en mètres par seconde carrée (m/s²) : la variation de vitesse, en m/s, pendant chaque seconde. Pour les véhicules et les avions, on l’exprime souvent en g, multiples de la pesanteur terrestre.
Les formules
- Accélération = (vitesse finale − vitesse initiale) ÷ durée
- Accélération en g = accélération ÷ 9,80665 m/s²
- Distance parcourue = (vitesse initiale + vitesse finale) ÷ 2 × durée
La formule de la distance suppose une accélération constante, une bonne approximation dans la plupart des cas courants.
Exemple chiffré
Une voiture passe de 0 à 100 km/h en 10 secondes.
- 100 km/h = 27,78 m/s.
- Accélération = 27,78 ÷ 10 = 2,78 m/s², soit 10 km/h gagnés chaque seconde.
- En g : 2,78 ÷ 9,81 = 0,28 g.
- Distance parcourue : 13,89 m/s de moyenne × 10 s = 139 m.
Pour atteindre 100 km/h en 3 secondes, il faudrait 0,94 g, le niveau des voitures les plus sportives.
Ordres de grandeur
| Situation | Accélération |
|---|---|
| Citadine, 0 à 100 km/h en 12 s | environ 0,24 g |
| Berline sportive, 0 à 100 km/h en 6 s | environ 0,47 g |
| Supercar, 0 à 100 km/h en 2,8 s | environ 1 g |
| Freinage d’urgence sur route sèche | 0,8 à 1 g |
| Décollage d’un avion de ligne | environ 0,25 g |
| Lancement d’une montagne russe | 1 à 2 g |
Accélération négative
Si la vitesse finale est inférieure à la vitesse initiale, l’accélération est négative : l’objet ralentit. Les physiciens parlent toujours d’accélération ; dans la vie courante, on dit décélération ou freinage. Saisissez 130 km/h au départ et 0 à l’arrivée pour connaître la décélération d’une voiture qui s’arrête en un temps donné.
Accélération et force
Une accélération est produite par une force résultante : d’après la deuxième loi de Newton, a = F ÷ m. Doubler la force motrice d’une voiture double son accélération, doubler sa masse la divise par deux. Le calculateur de force permet de passer de l’accélération à la force nécessaire.
Les limites du modèle
Une voiture réelle n’accélère pas de façon régulière : elle accélère plus fort à basse vitesse et sur les premiers rapports, puis moins quand la résistance de l’air augmente. Le calculateur donne l’accélération moyenne sur l’intervalle, ce que mesure justement un temps de 0 à 100 km/h.