Cours de mécanique

Chapitre 1 & 2
Cours de mécanique
Version light
Chapitre 1 : Relativité du mouvement
I. La relativité du mouvement : nécessité d’un référentiel
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Conclusion :
Exemples de référentiels :
- Terrestre surface de la Terre
- Lunaire
- Géocentrique
- Héliocentrique
II. La trajectoire
1) Définition
La trajectoire : ensemble des positions occupés d’un point d’un mobile dans l’espace.
Elle dépend du référentiel.
2) Exemples de trajectoire
Un ascenseur :
• dans référentiel terrestre : rectiligne
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•
dans référentiel ascenseur : pas de mouvement
Une roue point A et B :
• dans référentiel terrestre : A :-> rectiligne, B -> cycloide
• Dans référentiel du centre de la roue : A : immobile B : circulaire.
Un shoot dans un ballon
• Reférentiel terrestre : parabolique
3) Sens du mouvement
Une même trajectoire peut être décrite dans des sens opposés, il faut donc aussi le préciser lors
de l’étude d’un mouvement.
III. Vitesse et trajectoire
1) La vitesse
a) vitesse instantanée et la vitesse moyenne
⇒ Calcul de la vitesse moyenne :
v moyenne =
-1
Vitesse en m.s
ou mètre par seconde
d
∆t
Distance
temps (s)
La vitesse instantanée n’est jamais connue précisément, c’est toujours une vitesse moyenne mais pour une
distance la plus petite possible, même le tachymètre.
b)Passage des m/s aux km/h
On utilise souvent le km/h
Pour cela :
Distance d en km
Temps t en heure
× 3,6
0,001km
1 m/s =
= 0,001 * 3600 = 3,6 km / h
1
h
3600
RETENIR :
m/s
km/h
÷ 3,6
c) Représentation d’une vitesse
Une vitesse se caractérise par une direction, un sens et une valeur. On peut donc la représenter par un vecteur. On
appelle ce vecteur, le vecteur vitesse.
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Une vitesse est caractérisée par :
Exemple :
Une moto va de Fécamp à Montivilliers et roule à 90 km/h ( on va dire que cette valeur est constante).
Fécamp
Montivilliers
Le vecteur vitesse va se tracer au niveau du centre de gravité de la moto. On l’échelle : 1 cm pour 20 km/h. La
longueur du vecteur sera donc de : ……………………………
La direction est
Le sens est
La valeur est
2) La chronophotographie
C’est une technique qui permet d’obtenir sur une image les photographies successives d’un
mobil prises à des intervalles de temps égaux en général assez petit.
Comme cet exemple : la chute d’une balle.
a) Représenter l’allure du graphique vitesse en fonction du temps connaissant la
chronophotographie
L’intervalle de temps entre chaque position est ∆t = 1 s
Calcul de la vitesse en cm/s de la balle au point C et H.
Vc=
DBàD
2 × ∆t
VH=
DGàI
2 × ∆t
Donc la vitesse ne fait qu’augmenter
L’allure du graphique V en fonction de t donne
Vitesse en
Temps en
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b) Exemples de mouvements
- Mouvement rectiligne uniforme :
La distance parcourue par intervalle de temps
est toujours égale
-
Mouvement rectiligne accéléré :
La distance parcourue par intervalle de temps
est de plus en plus grande
-
Mouvement rectiligne décéléré ou
ralenti :
La distance parcourue par intervalle de temps est de plus en plus petit
c) Représenter la chronophotographie connaissant l’allure du graphique vitesse en fonction du temps
On objet qui glisse sur la glace possède les caractéristiques suivantes :
1re phase :
2ème phase :
Allure de la chronophotographie
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