Mouvements et vitesses

Physique
Chapitre 2
Mouvements et vitesses
Activité 1. Rappels de seconde.
(1)
On enregistre les positions successives d’un
point d’un solide au cours de 5 mouvements
différents (document 1). Les durées t entre
deux positions successives sont toujours les
mêmes. La flèche indique le sens du
mouvement.
 Définir (en deux, maximum trois mots)
la nature de chaque mouvement
(trajectoire et évolution de la vitesse).
 Rappeler les unités légales de longueur,
de durée, de vitesse.
 Etablir la relation entre m.s-1 et km.h-1.
(2)
(3)
(4)
(5)
Document 1.
Activité 2. Etude du mouvement d’un mobile sur banc à coussin d’air horizontal.
O (abscisse x0 = 0)
M (x)
t
date t0 = 0
Document 2.
1
1
Echelle du document : .
Durée entre deux enregistrements :  =
s.
50
3
1. Tracer la trajectoire du point mobile. Nature du mouvement. Justifier.
2. Déterminer la vitesse du mobile, en m.s-1 puis en km.h-1.

3. Représenter le vecteur-vitesse v aux dates 0,10 s et 0,20 s (échelle de représentation : 2 cm
pour 1 m.s-1).
En déduire une nouvelle définition du mouvement rectiligne uniforme.
Activité 3. Etude du mouvement d'un mobile sur banc à coussin d’air incliné.
O
t0
M
t
Document 3.
Echelle du document : 1. Durée entre deux enregistrements :  = 20 ms.
1. Nature du mouvement.
2. Vitesse moyenne. Calculer sa valeur :
a. sur l'ensemble du parcours : vmoy,
b. entre les dates t2 et t4 : vmoy(t2t4).
3. Vitesse instantanée. Déterminer la vitesse du mobile aux date t3 et t7 : vM (t3) et vM (t7).
Donnée. On admet que la vitesse instantanée à la date ti est voisine de la vitesse moyenne
entre les dates ti-1 et ti+1 si la durée t = ti+1 – ti-1 est très courte.


4. Représenter vM (t2) et vM (t7) (échelle de représentation : 3 cm pour 1 m.s-1).
Comparer ces vecteurs.
Physique
Chapitre 2
Activité 4. Mouvement parabolique d’un solide sur plan incliné.
1. Décrire le mouvement.
O
x
2. Déterminer les vitesses
du mobile aux dates t3, t7,
t10, t13, t17. Observations.
3. Représenter chacun des
vecteurs vitesses
correspondants (échelle
de représentation : 1 cm
pour 2 m.s-1).
4. Déterminer les
coordonnées des vecteurs


vitesses v M (t3), v M (t10),

v M (t17) dans le repère (O,
 
i , j ). Observations.
1
Echelle :
20
:
1
s
20
t0
y
Document 4.
Compléments : équations horaires.
1. Mouvement rectiligne uniforme : diagramme des espaces x = f(t).
Document 2.
Repérer la position du mobile tous les 4 x 10-2 s. Mesurer l'abscisse (réelle) x qui correspond.
Tableau de valeurs (t, x).
Effectuer la représentation graphique x = f(t). Commenter.
Déterminer le coefficient directeur de la droite. En déduire l'équation horaire du mouvement.
2. Mouvement rectiligne uniformément accéléré.
Document 3.
a. Diagramme des vitesses v = f(t).
Tableau de valeurs (t, x, v). Déterminer les vitesses instantanées v du mobile, des dates t1 à t7.
Pourquoi n'est-il pas possible de calculer les vitesses à t0 et t8 ?
Effectuer la représentation graphique v = f(t). Commenter. Justifier la nature du mouvement.
A partir de la représentation graphique, déterminer :
- la vitesse initiale v0 du mobile ainsi que celle à la date t8 ;
- l'accélération a du mouvement.
Ecrire l’équation horaire du mouvement relative à la vitesse.
b. Diagramme des espaces x = g(t).
Effectuer la représentation graphique. Quelle est l’allure de la courbe obtenue ?