Mouvements et forces

Disponible uniquement sur Etudier
  • Pages : 10 (2318 mots )
  • Téléchargement(s) : 0
  • Publié le : 30 mai 2010
Lire le document complet
Aperçu du document
I. Relativité du mouvement.
1. Examen d'une situation problème.

Examinons la situation schématisée ci-dessous:
A la question "Quel est le mouvement du passager B?", il est possible d'apporter plusieurs réponses aussi valables les unes que les autres. Par exemple:
Le passager B est immobile par rapport au bus.
Le passager B se déplace suivant une droite par rapport au trottoir.
Lanotion de mouvement est donc relative à l'objet par rapport auquel on l'étudie.

2. Notion de référentiel.
a. Définition.
Un référentiel est un corps par rapport auquel on étudie le mouvement d'autres corps.

b. Exemples.
Dans la situation examinée plus haut, deux référentiels sont utilisés.
Le référentiel Bus et le référentiel Trottoir.

c. Remarque.
La descriptiond'un mouvement est la même par rapport à un référentiel et par rapport à tout corps immobile dans ce même référentiel.
Par exemple le mouvement de B est le même par rapport à A ou par rapport au chauffeur (A et le chauffeur étant immobiles dans le même référentiel Bus).

d. Choix du référentiel.
Le choix d'un référentiel semble assez arbitraire. A priori tout corps peut servir deréférentiel. L'étude ultérieure des lois physiques régissant les mouvement des corps montrent qu'il existe des référentiels mieux adaptés que d'autres, c'est à dire des référentiels dans lesquels les descriptions de mouvements et les lois physiques mises en jeu sont plus simples. Parmi ceux-ci citons:
Le référentiel terrestre: c'est le référentiel constitué par la Terre (ou par tout ce qui est fixe parrapport à la Terre). Ce qu'on appelle couramment le référentiel du laboratoire en fait partie. Ce référentiel est bien adapté à l'étude des mouvements de courte durée des objets sur la Terre.
Le référentiel géocentrique: c'est le référentiel constitué par un corps solide fictif, de même dimensions et de même centre que la Terre mais ne tournant pas sur lui-même. Ce référentiel est bien adapté àl'étude du mouvement de la Lune et des satellites de la Terre.

II. Caractéristiques d'un mouvement.
1. Remarques.

L'étude du mouvement d'un corps quelconque peut s'avérer très compliquée. Nous nous limiterons, dans un premier temps, à l'étude du mouvement de corps de petites dimensions que nous appellerons points mobiles.
Faire l'étude du mouvement d'un point mobile consiste à rechercherdeux types d'informations: une information sur la trajectoire du point mobile d'une part et une information sur la rapidité avec laquelle cette trajectoire est parcourue. C'est ce qu'on appelle la vitesse.
Le mouvement étant relatif au référentiel choisi, les deux informations, trajectoire et vitesse, que nous recherchons dépendent aussi du référentiel. Il est donc indispensable de préciser leréférentiel choisi avant de rechercher la trajectoire et la vitesse d'un mobile.

2. Trajectoire.
a. Définition.
La trajectoire d'un point mobile est l'ensemble des positions occupées par ce point au cours du mouvement.

b. Exemples.
Considérons le mouvement d'une valve sur la jante d'une roue de vélo lorsque celle-ci roule, sans glisser, sur une route horizontale. La situationest schématisée ci-dessous:
La trajectoire de la valve est représentée:
en vert par rapport au moyeux (référentiel axe de la roue)
en rouge par rapport à la Terre (référentiel terrestre).

c. Trajectoires particulières.
Si l'ensemble des positions successives du point mobile au cours du mouvement se situe sur un cercle ou sur un arc de cercle on dit que le mouvement est circulaire.
Sil'ensemble des positions successives du point mobile au cours du mouvement se situe sur une droite on dit que le mouvement est rectiligne.
Si l'ensemble des positions successives du point mobile au cours du mouvement se situe sur une courbe quelconque on dit que le mouvement est curviligne.

3. Vitesse.
a. Définition.
Dans un référentiel choisi, la vitesse moyenne Vm d'un...
tracking img