Introduction

Introduction
Nous avons décidé de porter le thème de notre TPE sur un des sujets fondamentaux
de la physique : les accélérations. En-dehors d’être un phénomène nous entourant
au quotidien dans nos actions, elles touchent aussi à beaucoup de domaines
intéressants à étudier comme les attractions ou manèges, voitures, etc. Ce sujet
nous permet donc de premièrement mieux comprendre le monde qui nous entoure
et par quelles lois physiques est-il régit et, de plus, comprendre à quelle échelle ces
accélérations nous influencent, l’Homme. Nous nous sommes ainsi demandé quelle
est la nature de l’accélération et quelles sont ses influences sur le corps humain. À
travers nos recherches et expériences, nous essayerons d’apporter des réponses
abordables à notre niveau et de montrer l’intérêt des accélérations dans notre
quotidien.
I) Aborder les accélérations théoriquement
A) Une accélération, qu’est-ce que c’est ?
L’accélération, c’est une base de la physique que nous avons ici décidé d’étudier.
En général, dans le langage courant, on entend qu’une accélération est un
changement de vitesse. En physique, on appelle accélération une grandeur
vectorielle qui, dans le domaine de la cinétique, affecte une vitesse en fonction du
temps. Une grandeur vectorielle est une grandeur physique présentant une
magnitude et une direction. Mentionnée dès l’Antiquité par des personnalités telles
que les philosophes et physiciens Aristote ou Straton, la question est véritablement
abordée au douzième siècle : on dit alors « un mouvement est accéléré si, pendant
des intervalles de temps égaux, le mobile parcourt des distances de plus en plus
grandes ».

Ce que l’on oublie de dire, c’est que l’accélération peut subir des variations d’un
moment à un autre : l’accélération est donc le taux de variation de la vitesse en
fonction du temps.
La formule de la vitesse s’exprime ainsi :
Ainsi, si on parle de variations de vitesse pour l’accélération, la formule de la
vitesse a donc forcément un lien avec la formule de l’accélération.

Avec cette formule ainsi donnée, on ne tient pas en compte les forces de
frottement qui compliqueraient la formule.
Selon les valeurs que l’on trouve en utilisant la formule, on peut distinguer
plusieurs types d’accélération :
• si le résultat est nul, le mouvement ne subit d’accélération : entre autre,
sa vitesse ne varie pas.

• si le résultat est supérieur à zéro, le mouvement subit une accélération
positive : sa vitesse augmente.
• si le résultat est inférieur à zéro, le mouvement subit une accélération
négative : ainsi, sa vitesse diminue.
En-dehors du fait que l’accélération peut ou non varier la vitesse d’un
mouvement, l’accélération peut également changer la direction du vecteur vitesse :
une accélération peut entre autre changer la trajectoire d’un mouvement. Ce
changement de trajectoire peut s’opérer par l’action de la gravité (c’est-à-dire les g)
ou s’il subit un autre type de force d’attraction (magnétique, par exemple).
Ces changements de trajectoire s’effectuent dans un repère (x ; y ; z) ;
autrement appelé coordonnées cartésiennes. Ce sont les axes horizontaux,
verticaux et de profondeur ; tous les trois appelés axes orthogonaux.

Maintenant que nous avons sommairement expliqué les accélérations à notre niveau de compréhension, nous
pouvons donc les appliquer dans des exemples de la vie quotidienne afin de mieux comprendre les phénomènes
physiques qui nous entourent.
B) Les accélérations et leurs applications dans le quotidien
Les accélérations sont des phénomènes qui se manifestent chaque jour dans
notre quotidien : voitures, ascenseurs, manèges de parcs d’attraction… Afin
d’apporter sécurité et confort à l’utilisateur, il est nécessaire d’effectuer des calculs
afin de mesurer l’accélération que celui-ci va subir. Nous avons ainsi décidé de
chercher à calculer les accélérations d’appareils qui nous entourent dans notre vie.
• Concernant les voitures, il est commun que son propriétaire cherche à
connaître la capacité de son accélération.
Sur cette vidéo, à un temps t = 0 s, la voiture a une vitesse nulle.
Ensuite, nous voyons que, pour un deuxième temps t = 12 s, la voiture a une
vitesse de 180 km/h.