t (s)

1
2S TP Physique
Mouvement curviligne
1. OBJECTIFS
Comprendre la notion de vitesse instantanée.
Tracer les vecteurs vitesse et accélération d’un mobile.
Comprendre la notion de rayon de courbure d’une trajectoire.
2. MATERIEL NECESSAIRE
Un enregistrement donné, une règle, un crayon de papier ou critérium, un compas et de la bonne humeur.
3. NOTION DE VITESSE INSTANTANEE
a) Protocole expérimental
Au cours d’une séance d’essai de Formule 1, des ingénieurs mesurent la
position du centre de gravité G 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 de G toutes les = 0,10 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.
 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 G aux instants t6, t16 et t26.
b) Travail
A l’aide des documents 2 et 3a, 3b, 3c mis à votre disposition, remplir le tableau ci-dessous.
vm entre
ti-5 et ti+5
vm entre
ti-3 et ti+3
vm entre
ti-1 et ti+1
Indication du
compteur
t (s)
Autour du
point A
(i = 6)
Distance d
(m)
vA =
vm (m.s-1)
Autour du
point B
(i = 16)
Distance d
(m)
vB =
vm (m.s-1)
Autour du
point C
(i = 26)
Distance d
(m)
vC =
vm (m.s-1)
c) Interprétation et application
 Indiquer l'appareil qui mesure une vitesse instantanée : ……………………………………………………………………………...
 Conclure à partir du tableau : « la vitesse instantanée à un instant ti correspond à la vitesse moyenne pendant la durée la plus
………………… possible autour de ti »

2
4. VECTEURS VITESSE ET ACCELERATION
 Sur les documents 3b et 3c et à l’aide du document 2, tracer proprement les vecteurs vitesse instantanée
17
v
,
19
v
,
25
v
et
27
v
,aux
dates t17 , t19 , t25 et t27 à l’échelle : 1 cm  20 m/s.
 Tracer avec précision les vecteurs
17191719 vvv  
au point 19 et
25272527 vvv   
au point 27.
 Mesurer les longueurs des vecteurs
v
tracés et en déduire leur valeur en m/s :
1719
v
= ……………. cm = ……………….. m/s et
2527
v
= ………………. cm = ……………….. m/s.
 Calculer la valeur des accélérations a18 et a26 :
a18 =……………………………………………………………………………………………………………………….
a26 =……………………………………………………………………………………………………………………….
 Tracer proprement les vecteurs accélération
18
a
au point 18 et
26
a
au point 26 à l’échelle : 1 cm  25 m/s2.
 Que remarquez-vous concernant le vecteur accélération
26
a
? Proposez une interprétation. …………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………..
 On assimile localement le mouvement à un mouvement
circulaire uniforme autour du point 26. En déduire le rayon
R26 du cercle de ce mouvement au point 26.
…….……………………………………………………………
………………………………………………………………….
 Sur le document 1, tracer un cercle de rayon R26 (voir question précédente) tangent à la trajectoire au point 26.
Ce rayon s’appelle le ……………………………………………………………….… de la trajectoire.
Doc. 2

3
Position des points 1 à 11
Echelle: 1/300e et
= 0,10 s
1
A
Doc 3a
11
Trajectoire de G
16
1
26
Doc. 1
Echelle 1/600è  = 0,10 s

4
21
Position des points 11 à 21
Echelle:1/300e et
= 0,10 s
11
B
Doc 3b
Position des points 21 à 31
Echelle:1/300e et
= 0,10 s
21
C
31
Doc 3c