Cours de physique 2nde
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2nde - cours de physique - sport 1 : ENREGISTREMENT ET DESCRIPTION D’UN MOUVEMENT 1. Choix du système et du référentiel Le système est le point ou le solide dont on étudie le mouvement. Dans le cas d’un solide, l’étude est plus difficile car tous ses points n’ont pas, en général, le même mouvement. En seconde, on se limitera donc à l’étude du mouvement d’un point. Le référentiel est le solide de référence, par rapport auquel sont repérées les positions du système. Pour l'étude des mouvements à la surface de la Terre, on utilise le référentiel terrestre : le solide de référence est n’importe quel objet fixe par rapport à la Terre. 2. Trajectoire d’un point mobile La trajectoire d’un point mobile M est l’ensemble des positions successives qu’il occupe, au cours du mouvement. 3. Vitesse d’un point mobile 3.1. Vitesse moyenne La vitesse moyenne d’un point mobile M est le quotient de la distance d parcourue par ce point par la durée ∆t nécessaire. d vmoy = t Unités SI : d en mètres (m) ∆t en secondes (s) vmoy en mètres par seconde (m. s -1) 3.2. Vitesse instantanée La vitesse instantanée du point M est la vitesse de ce point à un instant t donné. C’est la vitesse qui est déterminée par visée radar par les gendarmes pour déterminer si les automobilistes sont en infraction. On la calcule comme une vitesse moyenne en choisissant une durée ∆t suffisamment courte. 4. Mouvements particuliers Vitesse instantanée Trajectoire Portion de droite Portion de cercle Portion de courbe Augmente Diminue Reste constante Mouvement rectiligne accéléré Mouvement circulaire accéléré Mouvement curviligne accéléré Mouvement rectiligne décéléré Mouvement circulaire décéléré Mouvement curviligne décéléré Mouvement rectiligne uniforme Mouvement circulaire uniforme Mouvement curviligne uniforme 5. Relativité du mouvement La trajectoire ou/et la vitesse d'un point en mouvement dépend(ent) du référentiel choisi. On dit que le mouvement est relatif. Exemple : le mouvement d'une balle lancée avec une vitesse initiale horizontale par un cycliste en mouvement horizontal est : - rectiligne vertical dans le référentiel lié au vélo ; - curviligne dans le référentiel terrestre. De plus, la vitesse de la balle est différente dans les deux référentiels (voir TP) 6. Les outils pour étudier un mouvement Pour pouvoir étudier un mouvement, il faut préalablement effectuer un enregistrement. On peut : - le filmer avec une caméra numérique en utilisant un logiciel d'acquisition, on obtient alors un fichier vidéo. réaliser une chronophotographie, on obtient alors une photographie sur laquelle apparaîssent les positions successives occupées par le point en mouvement. Dans le cas d'un fichier vidéo, on peut étudier le mouvement à l'aide d'un logiciel de pointage comme Avistep. Dans le cas de la photographie, on peut effectuer des mesures sur le document à condition de connaitre l'échelle et la durée Δt entre deux prises de vue successives.
