Chapitre Méca-1 : Mouvement et vitesse des objets

TROISIEME – Mécanique : Mouvement et vitesse des objets (Chapitre Méca-1)
Chapitre Méca-1 : Mouvement et vitesse des objets
I- DESCRIPTION DU MOUVEMENT DES OBJETS
I-1.Le référentiel d’étude
Les personnes A et B sont dans la nacelle, et la personne C est sur le sol aux
pieds de la grande roue.
Personne A
&
Personne B
Quel est le mouvement de la personne A ?
La personne A est immobile par rapport à la personne B.
La personne A décrit un cercle par rapport à la personne C.
Personne C
Les observateurs (personne B ou personne C) sont ‘liés’ à deux solides de
référence différents (le sol, la nacelle), appelés référentiels.
Le référentiel est constitué :
c d’un solide de référence sur lequel est fixé un repère d’espace pour repérer les positions du système
d d’une horloge permettant le repérage des dates (repère d’espace)
I-2.La trajectoire d’un objet
A
Dessine les positions successives du point A (point de la périphérie de la roue) lorsque le vélo se
déplace sur une route horizontale.
Par définition, la trajectoire d’un corps, dans un référentiel donné, est l’ensemble des positions successives occupées
par ce corps au cours du mouvement. La trajectoire dépend du référentiel d’étude.
I-3.Les différents types de mouvements
Quelle est la trajectoire, par rapport au cycliste, du point A (point de la périphérie de la roue) lorsque le
vélo se déplace sur une route horizontale ?
A La trajectoire de ce point est un cercle.
Si la trajectoire d’un corps est un cercle, on dit que la trajectoire et le mouvement sont circulaires.
Quelle est la trajectoire, par rapport à la route, du point B (point de l’axe de la roue) lorsque le vélo se
déplace sur une route horizontale ?
La trajectoire de ce point est un segment de droite.
B
Si la trajectoire d’un corps est un segment de droite, on dit que la trajectoire et le mouvement sont rectilignes.
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II- LA VITESSE DES OBJETS
II-1.Définition
La vitesse moyenne v (en mètre par seconde, m/s) d’un corps est égale au quotient de la distance d (en mètre, m) parcourue par
le corps le long de sa trajectoire et de la durée Δt (en seconde, s) du déplacement.
∆
La vitesse instantanée est la vitesse à un instant donné. (indication fournie par le compteur de la voiture)
Exemples :
B
Nous déterminons la distance parcourue le long de la trajectoire en découpant la trajectoire en
petits segments de droite dont on détermine la longueur.
C
A
II-2.Etude de la vitesse de différents types de mouvement
On étudie le mouvement d’un petit train qui se déplace sur une surface horizontale ou inclinée. Le
point que nous allons étudier est le point central de la roue arrière du train, noté C.
On réalise trois séries de photographies prises à intervalle de temps régulier (Δt = 0,8s) lors du
déplacement du train.
Pour chacune de ces séries de photographies, il vous est demandé :
(1) de déterminer la trajectoire du point C.
(2) de calculer de la vitesse du point C sur chacune des photos (la distance parcourue étant déterminée en prenant comme
origine du repère d’espace la position du point C sur la première photo de la série)
(3) de tracer ensuite sur un même graphique la vitesse de T en fonction du temps pour chacune des séries.
Remarque importante : vous devrez déterminer la distance parcourue réelle et non la distance parcourue sur la photo.
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Première série : MOUVEMENT SUR UNE SURFACE HORIZONTALE
1
2
6 cm
3
Point
d=
d=
v=
v=
5
4
6
d=
d=
d=
v=
v=
v=
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Deuxième série : MOUVEMENT SUR UNE SURFACE INCLINEE ASCENDANTE
2
6 cm
1
3
Point
d=
d=
v=
v=
5
4
d=
d=
v=
v=
Troisième série : MOUVEMENT SUR UNE SURFACE INCLINEE DESCENDANTE
6 cm
2
1
3
Point
d=
d=
v=
v=
4
d=
v=
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