Mouvement rectiligne uniformément accéléré

CINEMATIQUE
Description de scénario:
Résumé: Activité documentaire de découverte de la cinématique à partir d’exercices
interactifs de physique en ligne.
Niveau : 2ème Collège
Matière : Physique
Point du programme : Cinématique
Lieu : salle informatique, en groupes
Durée : 2 x 45 minutes
Ressources : Simulations et exercices en ligne à l’adresse :
http://www.mathsciences.ac-versailles.fr/spip.php?article113
partie : accélération, vitesse, déplacement, tracés
Apports des TICE : Apprendre à chercher les informations, mieux comprendre grâce aux
animations, travailler à son rythme.
Fiche élève : document ci-joint

CHAPITRE : Mouvement rectiligne uniformément accéléré
Objectifs:
 Notion d’accélération
 Variation de vitesse en fonction du temps
 Calculs de déplacement
 Graphique de la vitesse et du chemin
Complétez le texte ci-dessous :
Pendant le mouvement d’un point matériel sa position ....................... .
Le mouvement rectiligne se passe sur la ligne ................................... .
La vitesse du point matériel est constant si son .............................. est rectiligne
........................................... .
Pour calculer la vitesse il faut savoir le ......................... et la .................................
du mouvement.
Choisir la bonne réponse parmi ces propositions :
déplacement, droite, durée, uniforme, varie, mouvement.
ACCELERATION
Dans un mouvement varié la vitesse d’un point matériel n’est pas constante, elle varie en
fonction du temps.
On appelle accélération d’un point matériel le rapport de la variation de vitesse et du temps.
tvv
a0
où :
a - accélération
v – vitesse finale
v0 – vitesse initiale
t - durée du mouvement
L’accélération est une grandeur vectorielle, elle est mesurée en mètres par seconde carrée
[m/s2].
Dans un mouvement rectiligne uniformément accéléré le vecteur accélération est constant.

Exemple 1:
Un corps est en mouvement rectiligne uniformément accéléré. La vitesse initiale du corps
vaut 2[m/s]. Après 4 secondes sa vitesse augmente à 14[m/s]. Calculer l’accélération du
corps.
Solution :
vitesse initiale : v0=2[m/s]
vitesse finale : v=14[m/s]
durée du mouvement : t=4[s]
formule :
tvv
a0
]/[3 4]/[2]/[14
2
sma ssmsm
a
Réponse : L’accélération du corps est égale à 3[m/s2].
D’après la définition de l’accélération on peut déduire la formule pour déterminer la vitesse
finale d’un corps en mouvement rectiligne uniformément accéléré :
v = v0 + at
Exemple 2:
Calculer la vitesse finale d’un corps en mouvement rectiligne uniformément accéléré. La
vitesse initiale du corps vaut 5[m/s], son accélération a=2[m/s2] et la durée du mouvement est
égale à 6[s].
Solution :
vitesse initiale : v0=5[m/s]
accélération : a=2[m/s2]
durée du mouvement : t=6[s]
formule : v = v0 + at
v = 5[m/s] + 2[m/s] ·6[s]
v = 17[m/s]
Réponse : La vitesse finale du corps est égale à 17[m/s].

On appelle déplacement la distance parcourue par un corps pendant son mouvement.
Dans le mouvement rectiligne le chemin parcouru par un corps est le déplacement.
Pour un mouvement rectiligne uniformément accéléré d’un corps on peut déterminer son
chemin en utilisant la formule :
t
vv
S 2
0
où :
S - chemin (déplacement)
v – vitesse finale
v0 – vitesse initiale
t - durée du mouvement
en posant : v = v0 + at
on obtient :
2
02
1attvS 
Si la vitesse initiale v0=0 cette formule devient plus simple:
2
2
1atS
Exemple 3:
Un corps est en mouvement rectiligne uniformément accéléré. Sa vitesse initiale vaut 4[m/s]
et son accélération a=6[m/s2]. Quelle est le chemin parcouru par ce corps pendant 5[s]?
Solution :
vitesse initiale : v0=4[m/s]
accélération : a=6[m/s2]
durée du mouvement : t=5[s]
formule :
2
02
1attvS 
][95
][25]/[6
2
1
][5]/[4 22
mS
ssmssmS
Réponse : Le chemin parcouru par le corps est égale à 95[m].

En utilisant ces deux formules :v = v0 + at ;
2
02
1attvS 
on peut réaliser deux graphiques : la vitesse en fonction du temps et le chemin en fonction du
temps.
http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/physique534/complements/animMouv.shtml
http://www.walter-fendt.de/ph11f/acceleration_f.htm
http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/meca/coussin.html
La courbe de la vitesse présente la ligne droite, donc c’est une fonction linéaire.
La courbe du chemin en fonction du temps est une parabole, donc c’est une fonction
parabolique.
Exercices
1. En prenant les données de l’exemple 3 tracer les diagrammes de la vitesse d’un corps et du
chemin parcouru par un corps en fonction du temps.
2. Compléter le texte ci-dessous :
La ................................ d’un point matériel en mouvement varié n’est pas ......................... . Sa
vitesse varie en fonction du .......................... . Pour déterminer l’...................... d’un point
matériel il savoir sa variation de vitesse et la ........................ du mouvement. La vitesse et
l’accélération sont des ............................. vectorielles. Dans un mouvement rectiligne
uniformément accéléré la vitesse d’un corps .......................................... . La courbe de la
vitesse d’un corps en ....................... rectiligne uniformément accéléré est ligne ........................
et la courbe du chemin parcouru par ce corps est la partie du ........................................ .
Choisir la bonne réponse parmi ces mots qui sont proposés :
droite, vitesse, temps, mouvement, durée, parabole, grandeurs, varie, constante,
accélération.
3. Calculer la vitesse finale d’un point matériel qui est mis en mouvement rectiligne
uniformément accéléré. L’accélération vaut 3[m/s2] et la durée du mouvement t=4[s]. Quel est
le chemin parcouru par un point matériel ?
Tracer les diagrammes de la vitesse v en fonction du temps et du chemin S en fonction du
temps.
4. Un corps qui a été en mouvement rectiligne uniformément accéléré a parcouru 33[m]
pendant 3 secondes. Quelle est la vitesse initiale du corps si son accélération vaut 4[m/s2] ?
http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/physique534/exercices/pdf/MRUA.pdf
http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/physique534/exercices/MRUA/netquiz.htm