Le mouvement (1)

Le mouvement (1)
I.
Trajectoire d’un mobile
Au cours de son mouvement, un point d’un mobile décrit une
courbe dans l’espace qu’on appelle trajectoire de ce point, ceci
par rapport à un observateur.
Exemple : une roue qui roule sur le sol
Observateur
A
O
Par rapport à cet observateur, le point O se déplace sur une droite
et le point A se déplace sur une courbe qu’on appelle cycloïde.
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Trajectoire du point O
O
Trajectoire du point A
O
A
O
O
1 tour de roue
O
O
B
Distance = 2R
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Le rôle de l’observateur est très important. En effet, si
l’observateur était assis sur l’axe de la roue, le point O serait
immobile pour lui et le point A décrirait un cercle autour de lui.
A
Observateur
O
Le point O est immobile
Trajectoire du point A
Pour définir le mouvement d’un mobile, on doit d’abord choisir un
référentiel (là où se trouve l’observateur).
Le repère terrestre est le référentiel naturel pour la plupart des
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mouvements étudiés sur notre planète.
POUR INFO…
Repère terrestre
Repère géocentrique
SOLEIL
Repère de Copernic
Repère terrestre : il est lié au sol; pour l’observateur dans ce
repère, la Terre est immobile.
Repère géocentrique : pour l’observateur dans ce repère, la Terre
tourne sur elle-même en 24h.
Repère de Copernic : pour l’observateur dans ce repère, la Terre
tourne sur elle-même en 24h et autour du Soleil en une année.
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II.
Exemples de mouvement
1) Mouvements de translation
Un mobile effectue un
mouvement de translation si
n’importe lequel de ses
segments se déplace en
conservant la même direction.
2) Mouvements de rotation
Un mobile effectue un mouvement de rotation si tous ses points
décrivent des arcs de cercle centrés sur une droite appelée axe
de rotation.
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III. Vitesse d’un mobile
La vitesse moyenne est une information intéressante que l’on
peut avoir sur la trajectoire d’un mobile mais ne renseigne en rien
sur la vitesse à un moment donné du parcours.
Pour l’automobile, cette vitesse est donnée par le compteur qui
donne la vitesse instantanée.
En général, la vitesse instantanée varie au cours du temps.
• Quand la vitesse augmente, le mouvement est dit accéléré
(démarrage d’une auto)
• Quand on freine, la vitesse diminue, le mouvement est dit ralenti
ou freiné.
• Quand la vitesse reste constante, on a un mouvement
uniforme. Il y a alors proportionnalité entre la distance parcourue
et le temps (d = v.t)
Exemple : la chute libre
La chute libre sans vitesse initiale est un exemple de mouvement
rectiligne accéléré. Ici la variation de vitesse est constante dans le
temps. On dit que l’accélération est constante.
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v=0
t = 0 : on lâche un corps sans vitesse initiale
t = 1s : v = 10 m/s
La vitesse est passée de 0 à 10 m/s en 1 seconde
Elle a donc augmenté de 10 m/s en 1 s
t = 2s : v = 20 m/s
La vitesse est passée de 10 à 20 m/s en 1 seconde
Elle a donc augmenté de 10 m/s en 1 s
t = 3s : v = 30 m/s
La vitesse est passée de 20 à 30 m/s en 1 seconde
Elle a donc augmenté de 10 m/s en 1 s
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La vitesse augmentant chaque seconde de 10 m/s, on dit que
l’accélération du mouvement est de 10 m/s² (g = 10)
Pour calculer la vitesse moyenne d’un mobile qui parcourt la
distance d durant le temps t, on suppose le mouvement uniforme
(ce qui n’est pas la réalité en général…). Donc :
Distance parcourue (en m)
vmoy
d
=
t
Durée du parcours (en s)
Vitesse (en m/s)
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