(voir Doc 2).

1
TSBC
TP Physique
Mouvement, vitesse et accélération
1.
OBJECTIFS
Comprendre la notion de vitesse instantanée.
Tracer les vecteurs vitesse et accélération d’un mobile et en déduire les composantes normales et tangentielles
de son accélération.
Comprendre la notion de rayon de courbure.
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 d’inertie 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 du cdi G du véhicule,
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 (voir Doc 2).
 Le document 3 représente un extrait de la trajectoire à l'échelle
1/300e. 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 3 mis à votre disposition, remplir le tableau ci-dessous.
vm entre
ti-5 et ti+5
vm entre
ti-4 et ti+4
vm entre
ti-3 et ti+3
vm entre
ti-2 et ti+2
vm entre
ti-1 et ti+1
Indication du
compteur
t (s)
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)
c)
vA =
-1
vm (m.s )
vB =
-1
vm (m.s )
vC =
-1
vm (m.s )
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
a) Vecteurs vitesse
Sur le document 1 et à l’aide du document 2, tracer proprement les vecteurs vitesse instantanée aux points n° 6, 16 et 26. Choisir une
échelle convenable.
b) Vecteurs accélération
  
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 en choisissant une échelle convenable.







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 :
Tracer avec précision les vecteurs
v19-17 = …………….cm = ……………….. m/s et v27-25 = ………………. cm = ……………….. m/s






Calculer la valeur des accélérations a18 et a26


a18 au point 18 et a 26 au point 26 à une échelle convenable.


Décomposer les vecteurs accélération a18 et a 26 en leur composantes tangentielle et normale.
Tracer proprement les vecteurs accélération
En déduire les valeurs des composantes tangentielle et normale des accélérations aux deux points considérés.
Trouver une estimation des rayons de courbure de la trajectoire aux deux points considérés à partir de la valeur de la composante
normale de l’accélération et du document 2.
Sur les documents 3b et 3c, tracer un cercle de rayon équivalent au rayon de courbure trouvé dans la question précédente et
tangent à la trajectoire aux points 18 et 26.
Doc. 2
3
Doc. 1
26
Trajectoire de G
Echelle 1/150è t = 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