Module 3 3.1 – Mouvement rectiligne uniforme (MRU) Position Mobile

2012-09-25
Module 3
Le mouvement
3.1 – Mouvement
rectiligne uniforme
(MRU)
Il existe deux sortes de
mouvements :
1) Mouvement uniforme


déplacement à vitesse constante
ex : Une personne qui maintient toujours la
même vitesse pendant un trajet. (vitesse = 50 km/h)
Un objet est en mouvement
lorsqu’il bouge par rapport à
un point de référence.
2) Mouvement accéléré
déplacement avec accélération
 ex: Une voiture qui repart après que le feu de
circulation ait passé du rouge au vert.

(vitesse passe de 0 km/h à 50 km/h)
Est-ce qu’une mouche sur
une chaise est en mouvement?
Position
Mobile
 Endroit précis où se trouve
 Objet qui subit un mouvement.
un objet
 ex: Le crayon est situé à la
gauche de la gomme à effacer.
 ex: Le magasin est à 500 mètres
de ma maison.
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Trajectoire

Distance
Chemin ou trajet que suit un
mobile
 La mesure du chemin total
parcouru
Déplacement
 La mesure en ligne droite
entre 2 points
(entre le point de départ et celui
d’arrivée)
départ
d
i
s
t
a
n
c
e
magasin
arrivée
distance
déplacement
Exemple:
Un mobile se déplace 20m
vers le nord et ensuite 15m
vers le sud.
maison
Travail
 Faire la feuille de travail 1 à 5
distance et déplacement
a) Quelle distance a-t-il parcouru?
laisser 1 ligne pour répondre
b) Quel déplacement a-t-il subit?
laisser 1 ligne pour répondre
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Vitesse (v)
Vitesse constante
Distance parcourue dans un
 Vitesse qui ne change pas
certain intervalle de temps
 Le mobile parcourt des
distances égales dans des
intervalles de temps égaux.
(ex: 15m à chaque seconde)
 S’exprime en m/s ou km/h
Vitesse instantanée
Vitesse moyenne
 Vitesse à un moment bien
 La distance totale parcourue
précis du trajet
par unité de temps total
v = 25 km/h
A
B
A  B trajet
 Vitesse instantanée
Mouvement rectiligne
uniforme (MRU)
Mouvement
 en ligne droite
 à vitesse constante
Exemples d’objets en MRU
Une voiture en vitesse de
croisière (« cruise »)
Une tortue qui marche en
ligne droite.
…
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Vitesse moyenne
Conversions
 km / h
v  d
t
m / s
÷ 3,6
Ex : 75 km/h = _____ m/s
300 km/h = _____ m/s
v = vitesse moyenne
d = distance
t = temps
Le temps
Suite …
m / s
km / h
X 3,6
Ex : 28 m/s = ______ km/h
175 m/s = ______ km/h
 Pour transformer des minutes
en heures (on divise par 60).
 Pour transformer des minutes
en secondes (on multiplie par
60)
 25 min = _____ s
 45 min = _____ h
Exemple 1
 Le trajet Edmundston –
Ottawa est d’une distance de
590 km. Si Marc fait ce
trajet en 7 h, calcule sa
vitesse moyenne.
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Exemple 2
 Louis court une distance de
220m en 50s. Quelle est sa
vitesse moyenne?
Exemple 3
 Une voiture voyage à un
vitesse moyenne de 80 km/h.
Quelle distance parcourt-elle
en 120 min?
Exemple 4
 Une fusée se déplace à une
vitesse moyenne de 11 000
m/s. En combien de temps
une fusée irait-elle de StLouis à Moncton (110km)?
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Attention
Exemple 5
 Il faut toujours s’assurer que
 Un mobile parcourt une
distance de 360 km à une
vitesse moyenne de 30 m/s.
Calcule le temps nécessaire en
secondes.
les unités dans un problème
écrit concordent.
Aspect vectoriel
du mouvement
Quantité scalaire
 Quantité pouvant être décrite
par un nombre et un unité de
mesure seulement.
 Exemples:
 masse (5 kg)
 temps (12 s)
 température (21 0C)
Quantité vectorielle
 Quantité pouvant être décrite
par un nombre, un unité de
mesure et une orientation.
 Exemples :
 déplacement (3 km vers l’ouest)
 vitesse (20 m/s vers le nord)
 accélération (45 m/s2 N 450 O)
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 La pointe de la flèche indique
l’orientation.
 Les quantités vectorielles
(vecteurs) sont représentés
par une flèche.
 On utilisera les points
cardinaux pour désigner
l’orientation.
N
O
E
N
O
E
Échelle: 1cm = 10m/s
S
S
Vecteur résultant
 Un vecteur qui remplace les
autres vecteurs et produit
exactement le même effet.
Pour trouver le vecteur résultant
de vecteurs dans la même
direction, il suffit d’additionner
la grandeur des vecteurs et de
garder la même direction.
5m (E)
15m (E)
20m (E)
Vecteur résultant
Pour trouver le vecteur
résultant de vecteurs de
directions opposées, il faut
soustraire les grandeurs et
garder la direction du plus
grand.
20m (E)
Exemple 1
 Trouver le vecteur résultant(dr)
de :
d1 = 125 m (E)
et
d2 = 75 m (O)
Vecteur résultant
15m (E)
5m (O)
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Exemple 2
 Augustine, Jean et Thérèse veulent aller en
randonnée à bicyclette. Augustine se rend
chez Thérèse qui demeure à 6 km (N) de
chez elle. Ensuite, les deux reviennent sur
leurs pas, pour rencontrer Jean qui
demeure à 4 km (S) de chez Thérèse. Les
trois décident d’aller au parc qui se trouve
à 9 km (N) de leur position actuelle.
Trouver la distance et le vecteur résultant
de leur randonnée.
Mouvement uniformément
accéléré (MUA)
 Déplacement se produisant
Mouvement
uniformément accéléré
Exemples de mobile en MUA
Une voiture qui accélère
uniformément.
Un objet en chute libre
Une planche à roulette qui roule
en bas d’une rampe …
avec une accélération
constante.
Accélération
 Variation de vitesse par
rapport au temps
 Mesurée en m/s2
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Que signifie une accélération
de 4 m/s2?
Accélération
 À chaque seconde, la vitesse
a = vf - vi
t
augmente de 4 m/s.
t=0
1s
2s
3s
4m/s
8m/s
12m/s
4s
d
v=0
16m/s
a = accélération (m/s2)
vf = vitesse finale (m/s)
vi = vitesse initiale (m/s)
t = temps (s)
vf = vi + at
Exemple 1
 Un coureur fait passer sa
vitesse de 0 m/s à 10 m/s en
9 s. Quelle est son
accélération ?
Accélération négative
Exemple 2
 Diminution de vitesse par
 Jean roule à une vitesse de 10
m/s et il applique les freins. La
bicyclette prend 5s pour
s’arrêter. Quelle est son
accélération ?
rapport au temps
(signe négatif)
 Exemple: Une voiture qui
s’immobilise.
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 Il ne faut pas confondre
vitesse et accélération, car un
objet accéléré change de
vitesse.
 On peut seulement utiliser
v = d/t lorsque la vitesse ne
change pas.
Exemple 3
 Lise va 50 km/h quand elle
aperçoit le chien du voisin.
Si sa voiture peut ralentir à une
accélération de 5 m/s2, quelle
sera sa vitesse (en m/s) après
1,2 s ?
Lors d’un MUA
Exemple 4
 Un train prend 4 s pour faire
d = ( vf + v i ) t
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passer sa vitesse uniformément
de 6 m/s à 12 m/s. Trouve la
distance parcourue par le train
pendant ce changement de
vitesse.
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Corps en chute libre
 Pour un corps en chute libre,
l’accélération due à la gravité
est 9,8 m/s 2.
Exemple 5
 Jessica laisse tomber un caillou
du haut d’un édifice. Si le caillou
prend 3 s pour toucher le sol,
trouve :
 a) la vitesse avant de toucher
le sol
 b) la hauteur de l’édifice
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Comment tracer un graphique
Faire un tableau des valeurs
Tracer les axes X et Y et y
Les graphiques et
le mouvement
placer la variable appropriée
avec son unité.
Numéroter les axes à l’aide
d’une échelle appropriée
Exemple 1
Placer chacun des points
Tracer la courbe
Placer un titre sous le
graphique
Trace le graphique de la
distance en fonction du temps
d (m)
0
2
4
6
t (s)
0
1
2
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Graphiques d’un MRU
 position - temps
p (m)
 Il est possible de calculer la
vitesse moyenne à l’aide de ce
graphique.
t (s)
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 vitesse - temps
accélération – temps
v (m/s)
a (m/s2)
t (s)
t (s)
Graphiques d’un MUA
 position - temps
p (m)
 vitesse – temps
v (m/s)
t (s)
 Il est possible de calculer
l’accélération à partir de ce
graphique.
t (s)
 accélération - temps
a (m/s2)
t (s)
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Objet au repos
 a position - temps
 b vitesse – temps
a
b
Les technologies
liées au mouvement
Le radar
 Le radar sert à mesurer la
vitesse d’un objet.
 De brèves impulsions
électromagnétiques envoyées en
succession permet de mesurer le
déplacement d’un objet dans un
certain intervalle de temps.
Bras Canadien
En 1981, les canadiens ont mis
au point un bras robotique géant
permettant la manipulation
d’objets dans l’espace.
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Détecteurs de mouvement
 Utilisés entre autre pour
allumer automatiquement les
lumières, ouvrir les portes, les
robinets …
Chaussures de sport
 On change la forme, le matériel
et les mécanismes afin
d’améliorer la performance des
athlètes. (patins, espadrilles …)
Avantages
 aspect pratique
 bon pour l’économie
 meilleure qualité de vie
 créé des emplois
Avantages et désavantages
des nouvelles technologies
permettant d’atteindre
des grandes vitesses
Désavantages
 pollution de l’air (combustibles)
 nombreux accidents
 pressions sur le système de
santé
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Carrières liées au mouvement
Athlète
Ingénieur
Policier
Enseignant
Physicien
Pilote …
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