Corrigé du T.P. 2 : mouvements.

CLASSE DE PREMIÈRE
S
TRAVAIL PRATIQUE
N° 2
P H Y S I Q U E
MOUVEMENTS DE SOLIDES
CORRIGÉ
A]
MOUVEMENTS SUR UN PÈSE-LETTRE
On a schématisé ci-dessous le mécanisme d’un pèse-lettre mécanique.
La pièce CAA’ est rigide ; elle peut tourner autour d’un axe horizontal fixe passant par A.
Le système comporte d’autres axes de rotation horizontaux :
en A’ et B’, les axes sont mobiles ; en B, l’axe de rotation est fixe.
Le quadrilatère AA’B’B est un parallélogramme.
On pose une lettre sur le plateau. On étudie les mouvements dans le référentiel {table}.
1°) Quelle est la nature (trajectoire, norme de la vitesse) du mouvement du point A’ ?
Le point A’ a un mouvement circulaire, sa trajectoire est un cercle de rayon AA’, et non uniforme, car sa vitesse,
lorsqu’on pose une lettre sur le plateau, n’est pas uniforme.
2°) Quelle est la nature du mouvement du plateau lorsqu’on le charge ? On justifiera précisément la réponse.
Le plateau chargé a un mouvement de translation rectiligne :
les points du plateau ont une trajectoire rectiligne ; tout segment du plateau reste parallèle à lui-même au cours du
mouvement.
3°) Quelle est la nature du mouvement du contrepoids C lorsqu’on charge le plateau ?
On justifiera précisément la réponse.
Lorsque le plateau est chargé, le contrepoids C a un mouvement de rotation autour d’un axe horizontal passant
par A : les trajectoires des points de C sont circulaires et concentriques.
Le mouvement est non uniforme car la vitesse de rotation de C change au cours du mouvement.
B]
MOUVEMENTS SUR UNE GRUE
Une grue se déplace sur des rails rectilignes horizontaux. Elle tourne
simultanément autour d’un axe vertical passant par M comme l’indique la
figure 1 ci-contre. On justifiera les réponses.
1°) Quelle est la nature du mouvement du chariot de la grue dans le
référentiel {rails} ?
Le chariot de la grue a un mouvement de translation rectiligne :
les points du chariot ont une trajectoire rectiligne ; tout segment du chariot
reste parallèle à lui-même au cours du mouvement.
2°) Quelle est la nature du mouvement de la flèche de la grue dans le référentiel {chariot de la grue} ?
La flèche de la grue a un mouvement de rotation autour d’un axe vertical passant par M : les trajectoires des
points de la flèche sont circulaires et concentriques.
Le mouvement est uniforme car la vitesse de rotation de la flèche est supposée constante au cours du
mouvement.
3°) On a représenté sur le même graphique (figure 2), pour une durée de 30 s, la trajectoire du point M situé sur l’axe
vertical de la grue et celle du point M’ situé sur la flèche à la distance : d = 10 m de M.
a) Déterminer la durée d’un tour complet de la flèche de la grue autour de son axe vertical.
La flèche effectue un demi-tour en 30 s. La durée d’un tour complet est donc de 60 s.
b) La longueur sur le graphique de la flèche de l’arc constitué par les deux trajectoires représentées est de 1,5 cm.
La longueur sur le graphique du segment rouge est de 4,5 cm. En déduire la vitesse de déplacement du point M.
1,5 cm sur le schéma représentent : d = 10 m = MM’. Donc les 4,5 cm du segment rouge représentent en
-1
réalité 30 m. Ces 30 m sont parcourus en 30 s. La vitesse de déplacement de M est donc de 1,0 m.s .
C]
MOUVEMENTS D’ESSUIES-GLACES
Il existe deux types d’essuie-glaces. Le modèle 1 est utilisé pour nettoyer les pare-brise de camions ou d’autobus ;
le modèle 2 est adopté pour les voitures. On supposera les pare-brise plans.
Dans les deux modèles, le balai AB, de longueur d, de centre C, est entraîné par un bras OC, de longueur d, en
mouvement autour d’un axe fixe passant par O.
Dans le modèle 1, le balai, mobile autour d’un axe passant par C, reste constamment parallèle à une direction
verticale au cours de son mouvement.
Dans le modèle 2, le balai reste rigidement lié et colinéaire au bras OC.
Quelle est la nature du mouvement de chaque balai dans le référentiel {pare-brise} ?
Modèle 1 :
Le balais du modèle 1 a un mouvement de translation circulaire :
les points du balais 1 ont une trajectoire circulaire analogue à celle du point C ; tout segment du balais 1 reste parallèle à
lui-même au cours du mouvement.
Le mouvement est non uniforme car la vitesse de déplacement change (aller et retour).
Modèle 2 :
Le balais du modèle 2 a un mouvement de rotation autour d’un axe horizontal passant par O : les trajectoires des
points du balais 2 sont circulaires et concentriques.
Le mouvement est non uniforme car la vitesse de déplacement change (aller et retour).