Mouvement et repos : vitesse moyenne et sécurité routière

[1]
d
Vm t
m/s Km/h
×3,6
÷3,6
La trajectoire
Rectiligne Curviligne Circulaire
(Ligne droite) (Ligne courbée) (Ligne circulaire)
La nature du mouvement
Uniforme Accéléré Retardé
La vitesse est
constante au
cours du
temps.
Les distances
parcourues
durant une
même durée
sont égales.
La vitesse
augmente.
Les distances
de plus en plus
augmentent
pendant des
durées
successives et
égales
.
La vitesse
diminue.
Les distances
de plus en plus
diminuent
pendant des
durées
successives et
égales.
La relativité du mouvement
 Pour décrire le mouvement ou le repos d’un corps, il
faut choisir un autre corps appelé corps de
référence ou référentiel.
 Si le corps dont on veut étudier le mouvement
change de position par rapport au référentiel
choisi on dit qu’il est en mouvement.
 Si le corps dont on veut étudier le mouvement ne
change pas de position par rapport au référentiel
choisi on dit qu’il est au repos (immobile).
 Le mouvement et le repos sont deux notions
relatives.
 La trajectoire : c’est la ligne continue qui joint
l’ensemble des positions successives occupées par le
mobile lors de son mouvement.
Avec :
 V = la vitesse en m/s (ou m.s-1).
 d = la distance en m.
 t = le temps en s.
Remarque
 m/s : unité internationale.
 Km/h : unité usuelle.
 La nature du mouvement
R
 La distance de réaction dR : c’est la distance
parcourue par le véhicule pendant le temps de
réaction tR, entre l’instant où le conducteur voit
l’obstacle et celui où il commence à freiner.
 dR : dépend de l’état du conducteur (la fatigue, la
prise de médicaments, la prise de drogues et
d’alcool, utilisation du téléphone portable) et de la
vitesse du véhicule.
 Le temps de réaction tR dépend des réflexes du
conducteur et de son attention.
 La distance de freinage dF : c’est la distance
parcourue par le véhicule entre l’instant où le
conducteur commence à freiner et l’instant d’arrêt
total du véhicule.
 dF: dépend de la vitesse du véhicule, de l’état du
véhicule : (freins et pneus), les mauvaises
conditions de météo (pluie, neige), l’état de la
route (mouillée – sèche ….)…
 La sécurité routière
Le non-respect du code de la route peut provoquer
des accidents graves et même mortels, pour éviter
ces accidents, il faut : respecter les limitations de
la vitesse, respecter les stops et les feux rouges,
porter la ceinture de sécurité, effectuer
régulièrement l'entretien du véhicule…….
𝑽𝒎 =𝒅
𝒕
dA = dR + d
F
d
R
= Vm × tR
min s
×60
h ×60
÷60
×3600
÷3600
÷60
Les types de mouvement
Mouvement de translation : Un solide est en
mouvement de translation si tout segment reliant
deux points quelconques de ce solide reste
parallèle à lui-même au cours du mouvement.
Mouvement de rotation :Un solide est en
mouvement de rotation autour d’un axe fixe si
tous les points du solide qui n’appartiennent pas
à l’axe de rotation, décrivent des arcs de
cercles centrés sur son axe.
La vitesse moyenne :est le quotient de la distance
parcourue dpar la durée tdu déplacement :
La vitesse et la sécurité routière
La distance d’arrêt dA:c’est la distance
parcourue par un véhicule entre le moment où le
conducteur observe un obstacle et l’arrêt
complétement du véhicule.
La distance d’arrêt dA: c’est la somme de la
distance de réaction d et la distance de freinage
dF.
Pr :
ELAHRACHE Med

[2]
Pr
:
ELAHRACHE Med
P
m g
Les effets d’une action mécanique
Effet Statique Effet Dynamique
Lorsque le corps
soumis à l’action
mécanique conserve
son état d’équilibre
ou
se déforme.
Lorsque le corps
soumis à l’action
mécanique se déplace
ou change la direction
de son mouvement.
 Les actions mécaniques
 Définition
 Une action mécanique est une action exercée par un
corps (l’acteur) sur un autre corps (le receveur).
 L’action mécanique exercée sur un corps se
manifeste à travers deux effets : statique et
dynamique
 Les types des actions mécaniques :
 Action mécanique de contact : Une action
mécanique est dite de contact s’il y a un contact
ente l’acteur et le receveur, il y a deux types :
 Localisée : si la surface de contact est assimilée
à un point (ponctuelle).
 Répartie : si le contact entre l’acteur et le
receveur se fait en plusieurs points.
 Action mécanique à distance : s’il n’y a aucun
contact entre l’acteur et le receveur, elle est
toujours répartie.
 Le bilan des actions mécaniques (forces) exercée
sur un système :
 Pour faire le bilan des actions mécanique exercées
sur un objet on suit les étapes suivantes :
 Représentation d’une force
 On représente la force par un vecteur (segment
avec flèche) avec :
 Intensité : P s’exprime en Newton et se mesure à
l’aide d’un dynamomètre.
 La relation entre le poids et la masse
 La masse d’un corps (m) représente la quantité
de matière contenue dans ce corps. La masse (m)
se mesure avec une balance, son unité
internationale est le kilogramme (kg).
 La masse est invariable (constante : il ne dépend
ni de lieu ni de l’altitude).
 La relation entre le poids P, la masse m et
l’intensité de pesanteur g est :
Avec :
 P : Le poids en N.
 m : La masse en Kg.
 g : L’intensité de la pesanteur en N/kg.
Remarque
 g : varie selon le lieu et l’altitude.
 m : invariable (constante).
 P : varie selon le lieu et l’altitude.
Point d’application Origine
Droite d’action Direction
Sens Sens
Intensité Longueur
P = m × g
Le poids et la masse
Définir précisément le système étudié.
Faire le bilan des actions mécaniques de contact
exercées sur le système étudié.
Faire le bilan des actions mécaniques à distance
exercées sur le système étudié.
La force et ses caractéristiques
Une action mécanique est modélisée par une
grandeur physique appelé force, on la note par une
lettre portant un vecteur.
Exemples de quelques forces :
T: la tension d’un fil / P: le poids / R: la réaction
d’un plan / F: la force en générale.
Les caractéristiques d’une force
Point d’application : le point où s’applique la force.
La droite d’action : ligne d’action de la force
(La direction).
Sens : le sens de la force.
Intensité :L’intensité d’une force est une
grandeur physique mesurable par le dynamomètre,
on la note F, P, R, T. Son unité est le Newton de
symbole(N).
Pour représenter une force, on choisit une
échelle convenable
Les conditions d’équilibre d’un corps solide soumis
à l’action de deux forces :
Lorsqu’un corps solide est en équilibre sous l’action
de deux forces F1 et F2alors ces deux forces ont
la même droite d’action (direction), la même
intensité et des sens opposés (inverses).
Le poids d’un corps
Définition :le poids d’un corps est la force
d’attraction exercée par la Terre sur ce corps
(force à distance répartie ), on la sym boli s e par P ,
son unité internationale est le Newton(N) , elle se
mesure à l’aide d’un dynamomètre .
Les caractéristiques du poids sont :
Point d’application : le centre de gravité G.
Droite d’action :la droite verticale passante par le
centre de gravité G.
Sens : du centre de gravité Gvers le bas

[3]
U
R I
P
U I
 Rappel
 Un conducteur ohmique (Résistor) est un dipôle
caractérisé par une grandeur physique appelée
résistance, cette grandeur se note R et son unité
internationale est l’ohm de symbole Ω (Oméga) et
 L’appareil qui permet de mesurer la résistance d’un
conducteur ohmique est : l’ohmmètre.
 Le symbole normalisé du conducteur ohmique est :
 Loi d’Ohm
 La tension aux bornes d’un conducteur ohmique est
égale au produit de la valeur de sa résistance fois
l’intensité du courant électrique qui le traverse.
Avec :
 Notion de la puissance électrique
 La puissance électrique est une grandeur physique
mesurable symbolisée par P, elle s’exprime en watt
(w).
Avec : 1KW=103W / 1MW=106W / 1GW=109W
/ 1mW=10-3W
 Tout appareil électrique est caractérisé par les
caractéristiques nominales : la tension nominale,
la puissance nominale et l’intensité du courant
nominale.
Exemple : lampe (220v-60w)
220V : la tension nominale de la lampe.
60W : la puissance nominale de la lampe.
 La puissance électrique en courant électrique continu
 La puissance électrique P développée par un appareil
électrique fonctionnant en courant continu est égale
au produit de la tension électrique U entre ses
bornes par l’intensité du courant électrique I qui le
traverse.
s’écrit :
Avec :
Remarque
 PT ne doit pas dépasser la puissance électrique
fournie par la régie de distribution pour
l’installation (Pmax) ou It ne doit pas dépasser
Imax qui est enregistrée sur le disjoncteur, si PT
dépasse Pmax il y aura coupure du courant par le
disjoncteur avec :
U= R×I
P = U × I
La puissance électrique
P= Ueff × Ieff
PT= P1+ P2 + P3 + ⋯
Pmax = U x Imax
PT= U x IT
U: la tension électrique aux bornes du
conducteur ohmique en volt (V).
R:la résistance électrique en ohm (Ω).
I: intensité du courant électrique en ampère (A).
Remarque
La courbe qui représente la variation de la
tension U en fonction de l’intensité du courant
électrique I est appelée : la caractéristique du
conducteur ohmique
La caractéristique d’un conducteur ohmique est
une droite qui passe par l’origine O du repère.
Montage utilisé
Ueff : La tension efficace en volt (V).
Ieff : l'intensité du courant électrique efficace
en ampère (A).
La puissance électrique consommée par un appareil
de chauffage
Un appareil de chauffage est un appareil qui
transforme l’énergie électrique en énergie
thermique (chaleur) (Exemple : Four électrique –
Lampe – Fer à repasser ….), il est constitué d’un
conducteur ohmique de résistance R, au cours de
son fonctionnement, il est soumis à une tension U et
traversé par un courant d’intensité I.
Selon la loi d’ohm : U= R×I
La puissance électrique consommée par l’appareil de
chauffage :P=U×I = R×I2
La puissance électrique consommée par une
installation
La puissance électrique totale consommée par une
installation est égale à la somme des puissances des
appareils électriques qui fonctionnent en même
temps.
Avec :
P: La puissance électrique en watt(w).
U: La tension électrique en volt (V).
I: L’intensité du courant électrique en ampère (A).
La puissance électrique en courant alternatif
En courant alternatif la relation P=U×I n’est valable
que pour les appareils qui convertissent l’énergie
électrique en énergie thermique (lampe, fer à
repasser, four électrique…) dans ce cas la relation
Pr
:
ELAHRACHE Med

[4]
E
P t
E
n C
 Définition :
 L’énergie électrique est une grandeur physique
mesurable qui exprime la quantité d’énergie
électrique consommée par un appareil électrique on
la note E, son unité internationale est le joule (J),
elle se mesure à l’aide d’un compteur électrique.
 Pour calculer l’énergie électrique E consommée par
un appareil électrique de puissance nominale P
pendant une durée de fonctionnement t on utilise la
relation suivante :
Avec :
les multiples du joule il y a le kilojoule
(KJ) avec : 1KJ = 1000J.
é pratique de l’énergie électrique et le
eure noté (Wh) (dans ce cas le temps est
mé en heure h)
les multiples de wattheure (Wh) il y a le
ttheure (KWh) avec : 1KWh =1000Wh.
on entre le wattheure (Wh) est le joule (J) :
= 1W × 3600s = 3600Ws = 3600J
= 3600J et 1Ws = 1J
électrique consommée par un appareil de
e :
 Avec :
 E : L’énergie électrique consommée en (Wh).
 n : Le nombre de tours du disque du compteur en (tr).
 C : Constante du compteur en (Wh/tr).
Remarque
 La constante du compteur C correspond à l’énergie
électrique consommée lorsque le disque effectue
un tour complet.
 Analyse de la facture de la consommation d’électricité
 Pour lire la facture d’électricité on suit les étapes
suivantes :
 On calcule l’énergie électrique consommée en KWh
qui correspond à la différence entre l’index à la
date de la facture (nouvel index) et l’index de la
facture précédente (ancienne index).
 On calcule le prix de l’énergie consommée en
multipliant cette énergie par le prix d’un
kilowattheure pratiqué par le fournisseur de
l’électricité.
 On calcule le montant totale en ajoutant les taxes
appliquées au prix de l’énergie consommée.
Bonne chance
L’énergie électrique
E= P×t
E= R×I2×t
Wh J
×3600
÷3600
E
ETotale = E1+E2+E3+……….
E = n × C
Energie électrique = nouvel index – ancien index
consommée
Pr :
ELAHRACHE Med
Avec :
E: l’énergie en joule (J).
R: La résistance électrique de l’appareil de
chauffage en ohm (Ω) .
I: L’intensité du courant électrique qui traverse
l’appareil de chauffage en Ampère (A).
t: le temps de fonctionnement en seconde (s).
L’énergie électrique consommée dans une installation
domestique
L’énergie électrique Econsommée dans une
installation électrique domestique pendant une
durée test égale à la somme des énergies
électriques consommées par chaque appareil
pendant la même durée, elle se mesure à l’aide d’un
compteur électrique.
L’énergie électrique consommée lorsque le disque du
compteur effectue ntours se calcule à partir de la
relation suivante :
E: L’énergie électrique en Joule (J)
P: La puissance électrique consommée en watt (W)
t: durée de fonctionnement de l’appareil en
secondes (s)
Les unités de l’énergie électrique
L’unité internationale de l'énergie électrique est
le joule (J).
Parmi
noté
L’unit
watth
expri
Parmi
kilowa
La relati
1Wh
1Wh
L’énergie
chauffag
Un appareil de chauffage est un appareil qui
transforme l’énergie électrique en énergie
thermique (chaleur) (Exemple : Four électrique –
Lampe – Fer à repasser ….).
L’énergie électrique Econsommée par un appareil
de chauffage de puissance nominale P, constitué
d’un conducteur ohmique de résistance Ret
traversé par un courant d’intensité Ipendant un
temps de fonctionnement tse calcule à partir de
la relation suivante :