Humanisme

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  • Publié le : 3 décembre 2010
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Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d’un solide

I Rappels :

➢ Référentiel :
Le mouvement d’un corps est décris par rapport à un corps de référence et dépend du choix de ce corps.
Ce corps de référence est appelé référentiel.
Si ce corps est la terre, on dit que l’on se place dans le référentiel terrestre (pour nous dans la plupart des cas).

➢ Solide :
Objet qui nesubit pas de déformation au cours du mouvement étudié.

➢ Mouvement d’un corps et trajectoire :
Décrire le mouvement d’un corps c’est connaître le mouvement de chacun de ses points.
L’ensemble des positions prises par un point au cours du mouvement est appelé trajectoire.

II Vitesse d’un point :

Activité n°2 p30

1) Vitesse moyenne :

La valeur de la vitesse moyenned’un point d’un solide dont on connaît la trajectoire entre deux instants de dates t1 et t2 est définie par la relation :

Vmoy = =

Remarque :
On peut utiliser aussi l’unité de vitesse km.h-1(ce n’est pas une unité du SI) :
On a 1 m.s-1 = 3.6 km.h-1

Application :
Le record du monde du 100 m masculin détenue par Asafa Powell, est de 9,77 s. Calculer la vitesse moyenne en m.s-1 puis en km.h-1du sprinter.

Vmoy = [pic]= 10,2 m.s-1 (t = [pic]= 2,71.10-3 h Vmoy = [pic]= 36,9 km.h-1

Cette vitesse ne rend pas compte de ce qui se passe à chaque instant. Pour cela il faut :

2) Vitesse instantanée :

La vitesse instantanée V1(t) d’un point d’un mobile à la date t1 est approximativement égale à la vitesse moyenne de ce point, calculée entre deux instants voisins et encadrantla date t.

M1 M2

M0

3) Comment représenter graphiquement cette vitesse : le vecteur vitesse :

Le but de ce vecteur est de pouvoir définir la direction et le sens du mouvement.

Soit un point du solide ayant la position M1 à la date t1, par rapport à un référentiel donné, son vecteur vitesse possède les caractéristiques suivantes :

• Origine :le point M1.
• Direction : celle de la tangente en m1 à la trajectoire.
• Sens : Celui du mouvement du mobile.
• Valeur : la vitesse instantanée V1 à la date t1.

Remarque :
• Vu que la durée t2-t0 est très petite, la direction de V1 est voisine de celle de la droite (M0M2).
• Pour représenter le vecteur, il faut donner une échelle de vitesse :
Ex : on dira que 1m.s-1 est représenté par 1 cm.
• Un mouvement est qualifié d’uniforme lorsque la valeur de la vitesse est constante au cours du temps.
• Un mouvement est qualifié de rectiligne uniforme lorsque le vecteur vitesse est constant (même sens, même direction, même valeur).

III Un point particulier :
OU enregistrement d’un mobile sur coussin d’air avec deux points (cf TP)

Lorsqu’unsolide est en mouvement, un de ses points décrits une trajectoire plus simple que celle des autres points : ce point est le centre d’inertie du solide.

Remarque :
Le centre d’inertie d’un solide est confondu avec son centre de gravité.

IV Mouvement de translation d’un solide :

➢ Exemples de translations :

Questions élèves : Que remarque t-on au sujet des trajectoires de A etde B ?
Dans les trois cas, les segments AB restent parallèles au cours du temps.

➢ Définition :
Un solide est en mouvement de translation lorsque tout segment joignant deux points quelconques de ce solide reste parallèle à lui-même.

➢ Propriétés :
• Tous les points du solide ont une trajectoires identiques.
• Tous les points ont à chaque instant le même vecteur vitesse.(même direction, même sens et même valeur)

➢ Remarque :
Attention, à des instants différents, les vecteurs vitesses peuvent être différents.

Le cas n°1 sera appelé translation rectiligne : les trajectoires de chaque point du mobile sont des droites.
Le cas n°2 est une translation circulaire : la trajectoire d’un point du solide est une cercle ou un arc de cercle.
Le cas n°3 présente...
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