t (s)

1
2S
TP Physique
Mouvement curviligne
1.
OBJECTIFS
Comprendre la notion de vitesse instantanée.
Tracer les vecteurs vitesse et accélération d’un mobile.
Comprendre la notion de rayon de courbure d’une trajectoire.
2.
MATERIEL NECESSAIRE
Un enregistrement donné, une règle, un crayon de papier ou critérium, un compas et de la bonne humeur.
3.
NOTION DE VITESSE INSTANTANEE
a) Protocole expérimental
Au cours d’une séance d’essai de Formule 1, des ingénieurs mesurent la
position du centre de gravité G de leur voiture à différents instants. Pour
cela, ils équipent le bolide d’un appareil de positionnement GPS qui
permet de connaître à des instants précis les coordonnées de la voiture. Ils
obtiennent les documents suivants :
 Le document 1 représente les positions de G toutes les  = 0,10 s.
L'origine des dates est prise au passage par le point numéro 1, d'où t1 = 0 s.
 Le document 2 indique l'enregistrement du compteur de vitesse de la
voiture.
 Le document 3 représente un extrait de la trajectoire à l'échelle 1/300 e.
Il servira pour les calculs de vitesse.
On note A, B et C, les positions de G aux instants t6, t16 et t26.
b) Travail
A l’aide des documents 2 et 3a, 3b, 3c mis à votre disposition, remplir le tableau ci-dessous.
vm entre
ti-5 et ti+5
vm entre
ti-3 et ti+3
vm entre
ti-1 et ti+1
Indication du
compteur
t (s)
c)
Autour du
point A
(i = 6)
Distance d
(m)
Autour du
point B
(i = 16)
Distance d
(m)
Autour du
point C
(i = 26)
Distance d
(m)
vA =
vm (m.s-1)
vB =
vm (m.s-1)
vC =
vm (m.s-1)
Interprétation et application

Indiquer l'appareil qui mesure une vitesse instantanée : ……………………………………………………………………………...

Conclure à partir du tableau : « la vitesse instantanée à un instant ti correspond à la vitesse moyenne pendant la durée la plus
………………… possible autour de ti »
2
4.

VECTEURS VITESSE ET ACCELERATION



Sur les documents 3b et 3c et à l’aide du document 2, tracer proprement les vecteurs vitesse instantanée v17 , v19 , v25 et

v 27 ,aux
dates t17 , t19 , t25 et t27 à l’échelle : 1 cm  20 m/s.






v1917  v19  v17 au point 19 et v2725  v27  v25 au point 27.

Mesurer les longueurs des vecteurs v tracés et en déduire leur valeur en m/s :


v1917 = ……………. cm = ……………….. m/s et v2725 = ………………. cm = ……………….. m/s.

Calculer la valeur des accélérations a18 et a26 :

Tracer avec précision les vecteurs
a18 =……………………………………………………………………………………………………………………….
a26 =……………………………………………………………………………………………………………………….


a18 au point 18 et a 26 au point 26 à l’échelle : 1 cm  25 m/s2.

Tracer proprement les vecteurs accélération

Que remarquez-vous concernant le vecteur accélération

a 26 ? Proposez une interprétation. …………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………..


On assimile localement le mouvement à un mouvement
circulaire uniforme autour du point 26. En déduire le rayon
R26 du cercle de ce mouvement au point 26.
…….……………………………………………………………
………………………………………………………………….
Sur le document 1, tracer un cercle de rayon R26 (voir question précédente) tangent à la trajectoire au point 26.
Ce rayon s’appelle le ……………………………………………………………….… de la trajectoire.
Doc. 2
3
Doc. 1
26
Trajectoire de G
Echelle 1/600è  = 0,10 s
16
1
Doc 3a
Position des points 1 à 11
Echelle: 1/300e et  = 0,10 s
11
A
1
4
Doc 3b
Position des points 11 à 21
Echelle:1/300e et  = 0,10 s
11
B
21
C
31
21
Doc 3c
Position des points 21 à 31
Echelle:1/300e et  = 0,10 s