Document pédagogique mis à la libre disposition de tous par le groupe Sciences Physiques de l’Académie de Toulouse
Fiche de physique " Elève " T.P.2 Le vecteur vitesse page 1/5
P1STP02 Le vecteur vitesse Antenne du lycée Fermat 26.01.01
Qu'est ce que le vecteur vitesse instantanée ?
I) Rappels de seconde
a. Donner la définition d’un référentiel.
b. Donner la définition d’une trajectoire d’un point mobile.
c. Donner la définition de la vitesse moyenne d’un point mobile.
II) Notion de vitesse instantanée
a. Protocole expérimental et documents
Au cours d’une séance d’essai avant une course de Formule 1, des ingénieurs mesurent la position de leur voiture à
différents instants. Pour cela, ils équipent le bolide d’un appareil de positionnement GPS qui permet de connaître à des instants
précis les coordonnées de la voiture. Ils obtiennent les documents suivants :
Le document 1 représente les positions d'un point M du véhicule, toutes les 0,1 s. L'origine des dates est prise au passage
par le point numéro 1, d'où t1 = 0 s.
Le document 2 indique l'enregistrement du compteur de vitesse de la voiture (voir Doc 2).
Le document 3 représente un extrait de la trajectoire à l'échelle 1/300e. Il servira pour les calculs de vitesse.
On note A, B et C, les positions de M aux instants t6, t16 et t26 .
b. Travail
A l’aide des documents 2 et 3 mis à votre disposition, remplir le tableau ci-dessous.
c. Interprétation et application
Donner la définition de la vitesse instantanée.
Indiquer l'appareil qui mesure une vitesse instantanée.
Déterminer à l'aide du seul document 3 la vitesse instantanée au point D. Justifier et vérifier la réponse.
III) Construction du vecteur vitesse instantanée.
a. Méthode de construction du vecteur vitesse instantanée en un point
- Mesurer la valeur de la vitesse instantanée en ce point.
- Tracer le vecteur vitesse instantanée dont les caractéristiques sont les suivantes :
Point origine : Le point considéré
La direction : La tangente à la trajectoire en ce point
Le sens : Le sens du mouvement
La longueur : proportionnelle à la valeur de la vitesse instantanée (pour cela, utiliser une échelle adaptée).