1 Cinématique I: La vitesse moyenne
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Sciences physiques Stage n° Cinématique I: La vitesse moyenne La moyenne est un peu foutue … C.F.A du bâtiment Ermont 1 Activité 1 Remarques préliminaires : Si quelqu’un dit qu’il a parcouru 250 km, cela renseigne t’il sur la vitesse moyenne de son trajet ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… Si quelqu’un dit qu’il a voyagé pendant 5h, cela renseigne t’il sur la vitesse moyenne de son trajet ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… Si quelqu’un dit qu’il a parcouru 250 km en 5 h, cela renseigne t’il sur la vitesse moyenne de son trajet ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… Citez quelques unités de vitesse que vous connaissez ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… Problème à résoudre : Un automobiliste parcourt un trajet en 3 phases : Phase 1 : parcourt de 270 km en 3heures, Phase 2 : arrêt de 30 minutes, Phase 3 : parcourt de 400 km en 5 heures. Nous voulons savoir : 2 1) sur quelle portion de trajet il est allé le plus vite (phase 1 ou phase 3) 2) ainsi que sa vitesse moyenne. Départ Arrivée Arrêt d’1/2 heure d=270km et t=3h d=400km et t=5h ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 Conclusion : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… Vocabulaire : Un mouvement dont la valeur de la vitesse reste constante est dit uniforme. (Sa vitesse instantanée est alors toujours égale à sa vitesse moyenne). Un mouvement qui se fait en ligne droite est dit rectiligne. Un mouvement qui se fait en cercle est dit circulaire. Exemple : Un train qui va en ligne droite à vitesse constante a un mouvement rectiligne uniforme. 4 Activité 2 Deux unités très pratiques pour exprimer les vitesses sont le km/h et le m/s. Le but de cette activité est d’apprendre à convertir les km/h en m/s et réciproquement. Remarque préliminaire : Convertir: 1 km = ..…………….. m et 1 h = ..…………….. s Raisonnons : Aller à la vitesse moyenne de 1m/s signifie parcourir ..…………….. m en 1s. Aller à la vitesse moyenne de 1m/s signifie parcourir ..…………….. m en 3600s. Aller à la vitesse moyenne de 1m/s signifie parcourir ..…………….. km en 1h. Aller à la vitesse moyenne de 1m/s signifie aller à la vitesse moyenne de ..…………….. km/h. Conclusion : 1 m/s = ..……………....…………….. km/h 5 Exercice 1: 1) Une voiture parcourt 264 km en 3 h. Calculer sa vitesse moyenne en km/h : 2) Une voiture parcourt 140km en 3 h 30 min. Calculer sa vitesse moyenne en km/h : Exercice 2: 1) Une voiture roule à la vitesse moyenne de 120km/h. Quelle est la distance parcourue en 1 h 45 min ? 2) Combien de temps aurait-elle mis pour faire le même trajet si sa vitesse avait été plus raisonnable : 100 km/h ? 6 Exercice 3 : Une voiture roule à 90 km/h. Calculer le temps mis pour faire 120 km : Exercice 4 : Un apprenti se rend au C.F.A. Il part de chez lui à pied pour se rendre à le gare. Cela prend 15 minutes à 5 km/h. Il attend sur le quai 30 minutes…et prend son train. Le trajet en train dure 12 min à 60 km/h. En retard, il se presse et arrive au C.F.A en 3 minutes à 10 km/h. Quelle est sa vitesse moyenne pour venir au C.F.A ce jour là ? 7 Exercice 5 : Un train part d’une ville A vers une ville C avec une vitesse moyenne de 100km/h. Au même moment, un autre train part de la ville B vers la ville C avec une vitesse moyenne de 70km/h. La ville B se trouve sur la même ligne que celle qui relie A et C.(voir schéma) On donne AB = 30km et BC = 65km. Va t’il y avoir accident ? C B A 8 Exercice 6 : Calculer les vitesses moyennes de chaque record du monde en athlétisme ci-dessous : Épreuves Temps du record du monde 100 m 9 s 58 200 m 19 s 19 400 m 43 s 18 800 m 1 min 40 s 91 1000 m 2 min 11 s 96 3000m 7 min 20 s 67 5000 m 12 min 37 s 35 10000 m 26 min 17 s 53 Marathon (42,195 km) 2 h 02 min 57 s Vitesse moyenne sur ce record en m/s en km/h 9 Un mouvement dont la trajectoire est en ligne droite est dit rectiligne. Remarque : un mouvement dont la trajectoire est en cercle est dit circulaire. Un mouvement dont la vitesse reste constante est dit uniforme. Le calcul de la vitesse moyenne V se fait à partir de la distance parcourue d et de la durée du parcours t. V=d ÷ t On utilise la formule : On dispose de 2 principaux systèmes d’unités : V en m / s si V en km / h si d est en m et t en s. d est en km et t en h. En utilisant les conversions : 1 m/s = 3.6 km/h Durée t 1s 3600 s = 1h Distance d 1m 3600 m = 3.6 km 10
