mouvement d`un solide

MOUVEMENT D’UN SOLIDE
1°S
P 3 TP
But du TP :
Reconnaître la nature d’un mouvement
Sur un enregistrement, déterminer et représenter le vecteur vitesse d’un point mobile.
1. Mouvement d’un solide sur une table horizontale
1.1. Mouvement d’un point du solide : document 1
Un mobile autoporteur est lancé sur une table horizontale. On enregistre les positions successives d’un
point M du mobile. Entre deux positions enregistrées, il s’est écoulé une durée τ  40 ms .
1°/ Déterminer la nature du mouvement du point M.
2°/ Sur le document 1, noter les positions du point ( M 0 , M1 ….)
3°/ Calculer la vitesse instantanée aux dates t 1 et t 5 .
4°/ Représenter les vecteurs vitesses à ces deux dates en précisant l’échelle utilisée.
5°/ Conclure
1.2. Mouvement de deux points du solide : document 3
On lance un mobile autoporteur sur une table horizontale en lui donnant un léger mouvement de rotation.
On enregistre les positions d’un point A situé à la périphérie du mobile et d’un point C situé au centre de la
base de ce mobile. Entre deux positions enregistrées, il s’est écoulé une durée τ  40 ms
1°/ Les trajectoires des deux points sont-elles identiques ? Sont-elles de même longueur ?
2°/ Représenter les vecteurs vitesses aux dates t 4 et t 14 pour chacun des points en précisant l’échelle.
3°/ Que peut-on dire des vecteurs vitesse de ces deux points au cours du mouvement ?
2. Mouvement d’un solide sur une table inclinée : document 2
On lâche un mobile autoporteur sur une table inclinée et on enregistre les positions successives d’un point
M de ce mobile. Entre deux positions enregistrées, il s’est écoulé une durée τ  40 ms .
1°/ Déterminer la nature du mouvement du point M.
2°/ Calculer la vitesse instantanée aux dates t 4 , t 12 et t 18
3°/ Représenter les vecteurs vitesses à ces trois dates en précisant l’échelle utilisée.
4°/ Conclure
3. Mouvement de rotation : document 4
En utilisant une tige, on lance un mobile autoporteur sur la table horizontale. Le mobile tourne autour d’un
plot fixe.
On enregistre le mouvement de deux points A et B du mobile.
1°/ Déterminer la nature du mouvement de ces deux points. Vérifier votre réponse par une construction
géométrique.
2°/ Représenter les vecteurs vitesses de chacun des points à la date t 7 . (calcul de la valeur de Vt7 en A et B)
3°/ Le vecteur vitesse du point A (ou du point B) est-il constant au cours du temps ? Justifier. NON
direction non constante.
4°/Dans le cas d'un solide en rotation, on appelle vitesse angulaire  A d'un point A, le rapport de l'angle de
rotation (exprimé en radian) du point considéré sur le cercle trajectoire par la durée de parcours.
4.1. Mesurer l’angle décrit entre les instants t 6 et t 8 par chacun des points.
4.2. Déterminer à la date t 7 la vitesse angulaire de chacun des points.
5°/ A un instant t, les vitesses instantanées des points A et B sont-elles égales ? Même question pour les
vitesses angulaires. Non les vitesses instantanées sont différentes Vt7 en A et B la distance parcourut dans
un même intervalle de temps est différente pour les deux points
6°/ Calculer à la date t 7 et pour chacun des points, le rapport V R entre la vitesse instantanée et le rayon
de la trajectoire. Conclure. V R  w
7°/ Quelle est la propriété fondamentale d’un solide en rotation autour d’un axe fixe ? A la date t, tous les
points d’un solide en rotation autour d’un axe fixe ont la même vitesse angulaire mais des vitesses
instantanées différentes.
8°/ Représenter les vecteurs vitesses de chacun des points à la date t16 . Déterminer à cette date la vitesse
angulaire de chacun des points. Vos résultats confirment-ils la nature du mouvement ?
W est constante au cours du temps et la vitesse instantanée également donc le mouvement est uniforme et
circulaire.
MOUVEMENT D’UN SOLIDE
1°S
Document 1 :
P 3 TP
Document 2 :
Document 3 :
t0
t0
Document 4 :
t0
Point B
t0
Point A
10 cm
  40 ms