Module 2 MCU

Mouvement
circulaire uniforme
(MCU)
Mouvement circulaire
uniforme (MCU)
 Mouvement
circulaire à
vitesse constante où le rayon
ne change pas.
Accélération centripète
 Accélération
dans un MCU
(vers le centre)
ac =
2
v
r
Exemple :
 Un
enfant dans un carrousel
se trouve à 4,4 m du centre du
manège. Il se déplace à une
vitesse constante de 1,8 m/s.
Détermine la grandeur de
l’accélération centripète de
l’enfant.
Pour un mouvement circulaire…
 Vitesse
: est défini par
v = n2πr ou v = 2πr
t
T
 Période (T) : temps nécessaire
pour faire un tour
 Fréquence (f) : nombre de tours
par unité de temps f = 1
T
Exemples :
1)Trouve la grandeur et la direction
de l’accélération centripète d’un
morceau de laitue à l’intérieur d’une
essoreuse à salade. L’essoreuse a un
diamètre de 19,4 cm et tourne à
780 tr/min. La rotation se fait
dans le sens horaire, quand on
regarde du dessus. Au moment de
l’observation, la laitue se déplace
vers l’est.
2)Détermine la fréquence et la
période de rotation d’un
ventilateur électrique si une
tache à l’extrémité de l’une des
pales se situe à 15 cm du
centre et a une accélération
centripète d’une grandeur de
2,37 x 103 m/s2.
Devoir…


Page 126 # 5 à 10 (sauf 5a)
Page 127 # 2 à 7 (sauf 4b)
Force centripète
 Force
nette qui cause
l’accélération centripète (vers
le centre)
ac =
2
v
r
FR = ma
Fc = m(v2/r)
2
Fc = mv
r
Exemples :
1) Une masse de 2 kg effectue
10 tours en 5 secondes. Si le
rayon est de 2 mètres,
détermine la force centripète
agissant sur la masse.
2) Une masse de 0,5kg
effectuant un mouvement
rotatif d’un diamètre de 1m est
soumise à une force de 20N
pendant 20s. Quelle est la
vitesse de la masse ? Combien
de tours a été effectués
pendant ce temps ?
3) Une voiture d’une masse de 1,1 x
103 kg négocie une courbe plate à
une vitesse constante de 22 m/s.
La courbe a un rayon de 85 m.
Détermine la force centripète et
le coefficient de frottement
statique minimum qui doit être
exercée pour empêcher la voiture
de déraper.
4) Une voiture d’une masse de 1,1 x
103 kg roule dans une courbe
relevée dont le rayon est de 85 m
et qui n’offre aucun frottement.
L’inclinaison est de 19° par
rapport à l’horizontale. Quelle
vitesse constante la voiture doitelle maintenir pour négocier la
courbe en toute sécurité ?
Devoir…


Page 133 # 3, 4 et 6
Page 138 # 2, 3 et 4
Force centrifuge :
Force
fictive dans un
mouvement de rotation
ex : voiture, centrifugeuse,
manège
Force de Coriolis :
 Force
fictive qui agit
perpendiculairement à la
vitesse vectorielle dans un
mouvement de rotation.
ex : système de basse pression
Force de Coriolis 1
Force de Coriolis 2
Satellites et stations
spatiales

Satellite : Un objet en
orbite autour d’un autre
objet d’une masse beaucoup
plus grande
ex : lunes (naturel),
télescope spatial Hubble
(artificiel)

Station spatiale : Un engin
spatial dans lequel des gens
vivent et travaillent
v = GmT
r
Exemple :
Le télescope spatial Hubble suit une
orbite pratiquement circulaire, à
une altitude moyenne de 598 km audessus de la surface de la Terre.
a) Quelle est la vitesse requise par
le télescope pour qu’il puisse se
maintenir en orbite ?
b) Quelle est la période de
rotation?
Lecture
Page 148 et 149
(Physique 12)
Poids apparent

Force nette qui s’exerce
sur un objet en accélération
dans un système de
référence non inertiel
ex : ascenceur
Pesanteur artificielle

Le poids apparent de l’objet
est semblable à son poids
sur Terre
 Il
est possible de créer une
pesanteur artificielle durant de
longs voyages spatiaux en
maintenant l’engin spatial
continuellement en rotation. En
réglant la vitesse de rotation de
l’engin à la fréquence appropriée,
les astronautes peuvent avoir un
poids apparent égal au poids qu’ils
ont sur Terre. (FN = FC)
Exemple :
Tu es astronaute à bord d’une
station spatiale en rotation. La
station a un diamètre de 3 km.
Détermine la vitesse nécessaire
pour que ton poids apparent soit
égal à ton poids sur Terre.
Détermine ta fréquence de
rotation en hertz et en tours par
minute.
Devoir…
Page 147 # 2
 Page 150 # 7
 Page 151 # 4a et 5
 Page 159 # 4, 5, 6, 8bc, 12ab
 Page 167 # 9, 19, 25, 26 et
27
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