Il calcolo velocità si effettua conoscendo i dati relativi al tempo ed all’ampiezza dello spostamento e trova applicazione anche in campo automobilistico.
La velocità è una grandezza fisica che misura lo spostamento di un corpo durante una data quantità di tempo. Nello specifico, in ambito scientifico si parla di grandezza ‘vettoriale’, in quanto la velocità è in grado di esprimere anche in quale direzione avviene lo spostamento (fa eccezione il moto rettilineo uniforme).
Come si fa il calcolo velocità media
Anzitutto bisogna fare un distinguo tra la velocità istantanea e la velocità media. La prima è il valore assunto dalla velocità in un dato punto in un preciso istante di tempo: per quanto possa sembrare una definizione facile ed intuitiva, l’operazione per calcolarla è piuttosto complessa. Infatti, un ‘istante’ non è quantificabile e per determinare la velocità istantanea di un corpo in movimento bisogna utilizzare il concetto di limite. In parole (estremamente) povere, l’intervallo di tempo non può essere zero ma deve ‘tendere’ – cioè avvicinarsi il più possibile – a zero, per determinare la velocità istantanea.
La velocità media, invece, si può ottenere in maniera molto più semplice. Essa indica quanto rapidamente è avvenuto un certo spostamento all’interno di un spazio. Due informazioni sono quindi fondamentali per effettuare questo calcolo: lo spostamento e il tempo, dal momento che la velocità si esprime in m/s (metri al secondo) o in km/h (chilometri all’ora), ovvero una misura di spazio e una di tempo.
Lo spostamento (S) è determinato dalla differenza tra la posizione iniziale (S1) e quella finale (S2); il tempo (T), parimenti, consiste nella differenza tra il tempo iniziale (T1) e quello finale (T2). La velocità media (Vm) si ottiene dal rapporto tra S e T, espresso mediante la seguente formula: Vm=S/T.
Questa formula può essere tranquillamente applicata anche per effettuare un calcolo della velocità media auto. Esempio: una vettura parte alle ore 9.00 (T1) da Roma (S1) e arriva alle ore 12.45 (T2) a Firenze. Logicamente, presumiamo che l’auto abbia mantenuto una velocità variabile lungo il tragitto, anche solo per il semplice fatto che nessun veicolo parte da fermo; inoltre, il traffico e condizioni meteo poco favorevoli possono determinare rallentamenti e soste.
Dai dati sopra forniti, possiamo ricavare il valore T, tramite una semplice sottrazione (T2-T1), ovvero 12.45 h – 9.00 h. Il risultato è 3 h e 45 m, che rappresenta il tempo di percorrenza. A questo punto, per l’applicazione della formula, serve determinare anche il valore di S, per il quale basta conoscere qual è la distanza che intercorre tra Roma e Firenze. Per semplificare l’operazione scegliamo un valore arbitrario ma verosimile, 280 km, e assumiamolo come valore di S.
Manca ancora un passaggio. Il dato relativo al tempo va convertito del tutto in ore. Ovvero, bisogna trasformare i 45 minuti ‘dispari’ in una frazione d’ora (ovvero 3/4); dopo di che, bisogna addizionare la parte intera (3 h) a quella frazionata, ottenendo 15/4 h. In alternativa, si può svolgere il calcolo (3:4) e ottenere 0,75 h. In tal modo, il tempo totale di percorrenza è di 3,75 h.
Per chi ha poca dimestichezza con le operazioni tra frazioni, è consigliabile optare per la seconda soluzione. In tal modo, si otterrà la seguente formula: Vm = 280 km/ 3,75 h. Il risultato del rapporto tra 280 e 3,75 è 74.67 (arrotondato per eccesso); pertanto, la velocità media è di 74.67 km/h.
Il riscontro si può anche convertire nell’altra unità di misura della velocità, i m/s. Per fare ciò si devono anzitutto trasformare i km in metri (1 km = 1000m) e le ore in secondi (1h = 3600 s). Poi basterà moltiplicare il valore di 74.67 per 1000/3600 ottenendo così un nuovo risultato: 46.67 m/s.
A cosa serve il calcolo velocità veicolo
Il calcolo della velocità media di una vettura trova un’applicazione specifica in ambito automobilistico. La formula, infatti, viene adoperata per effettuare i rilevamenti necessari a determinare se un automobilista rispetta o meno i limiti di velocità.
Il concetto di velocità media viene utilizzato dal sistema denominato nuovo Tutor che ha sostituito quello utilizzato in precedenza, ‘spento’ dopo che la Società Autostrade aveva perso un contenzioso legale sulla legittimità del brevetto nei confronti di un’azienda fiorentina.
I tutor autostrade, infatti, utilizzano coppie di dati che permettono di stabilire la velocità media tenuta da un veicolo durante la percorrenza di uno specifico tratto di autostrada. Questi viene delimitato da un gate ‘di entrata’ e uno ‘di uscita’; le telecamere ad alta definizione registrano la targa di ogni veicolo e la trasmettono alla colonnina che si trova alla base dei tralicci. Il passaggio di ogni targa viene abbinato ad un riferimento temporale (T1). La stessa operazione viene ripetuta quando lo stesso veicolo ‘esce’ dal gate che determina la fine della tratta di competenza, dove le telecamere registrano il secondo riferimento temporale (T2). Poiché la distanza tra i due rilevamenti (S) è già nota, applicando la formula enunciata in precedenza, il sistema è in grado di effettuare il calcolo velocità media in autostrada, così da determinare se il veicolo abbia rispettato o meno i limiti imposti su quella tratta.
Il calcolo velocità autovelox è leggermente diverso. A differenza del Tutor, l’autovelox (così come il Sistema Vergilius e il Telelaser), è un sistema di controllo della velocità basato sul rilevamento istantaneo. Ciononostante, il funzionamento non si discosta di molto, almeno sul piano teorico, da quello dei sistemi che calcolano la velocità media di un veicolo.
Gli autovelox più diffusi sono dotati di due fotocellule laser. Quando una vettura passa attraverso il raggio proiettato dalla prima fotocellula, genera un rilevamento che fa scattare un timer che viene bloccato quando la parte frontale della vettura attraversa anche il secondo raggio. In altre parole, il principio resta quello del calcolo effettuato con il Tutor (velocità media) ma con un intervallo di tempo ‘tendente’ a zero (come nella formula per il calcolo della velocità istantanea).
Poiché le rilevazioni sono precise ma non del tutto, esiste una tolleranza. Per le velocità inferiori a 100 km/h è sempre di 5 km/h rispetto al limite imposto mentre al di sopra di tale soglia la tolleranza è del 5% del valore rilevato. Questo concetto è importante perché il margine di eccedenza della rilevazione rispetto al limite determina l’ammontare della sanzione e spesso la tolleranza dell’autovelox viene utilizzata per i ricorsi avversi alle contravvenzioni.
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