telier 3

@TELIER 3 :
Cinématique
Niveau : L1 PHYSIQUE
UE
LP 101
EXERCICES QUALITATIFS (MAIS IMPORTANTS) SUR LES NOTIONS DE BASE :
Choisir le bon graphe :
L’exercice suivant permet de travailler sur les notions de trajectoire et de vitesse. Il est proposé par
une université américaine, l’essentiel du texte est traduit ci-dessous.
http://webphysics.davidson.edu/physletprob/ch8_problems/ch8_1_kinematics/default.html
Cliquer sur Additionnal Problems 2 (8.1 ap 2).
Il s’agit de trouver le graphe (position en fonction du temps) qui représente le mouvement du camion.
Cliquer sur play (boutons gris), observer le mouvement (attention, le graphe peut être inexact) et
tracer sur une feuille de papier l’allure du graphe qui donne la position du camion en fonction du
temps (posez-vous les questions : quelle est la position initiale ? est-ce que la vitesse augmente ?
diminue ? varie brutalement ?). Un clic gauche de souris sur l’animation fait apparaître les
coordonnées du curseur.
Puis tester votre réponse en cliquant successivement sur les animations de 1 à 4, en sélectionnant
l’animation dont le graphe correspond au mouvement.
A quoi correspond le point anguleux ? A quoi correspond la pente du graphe ?
Donner ensuite l’allure du graphe représentant la vitesse en fonction du temps, puis l’accélération
en fonction du temps. 1
Auto-évaluation (trajectoire, vitesse, accélération) :
Texte à trous : http://www.chimix.com/an5/prem5/hotp5/cine1.htm
Un mouvement uniforme peut-il avoir une accélération non nulle ?
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Cinematique/circ_unif.html
Sur cette animation, que représentent les flèches verte et bleue claire? à quoi correspond l’accélération
de ce mouvement uniforme ? Quelle est sa direction par rapport à la vitesse, à un instant donné ?
Quelle est son expression en fonction de rayon de la trajectoire et de la vitesse ?
Vitesse et accélération d’un mouvement circulaire sinusoïdal :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Cinematique/circ_sin.html
Accélération tangentielle aτ : à quoi correspond-elle physiquement ?
En quel point de la trajectoire est-elle (en norme) maximum ? minimum ? nulle ?
Que dire de la vitesse en ces instants ? Justifier en utilisant l’expression de aτ en fonction de la vitesse.
Mêmes questions pour an.
Caractériser les phases d’accélération et de ralentissement en fonction de l’angle entre vitesse et
accélération.
EXERCICES QUANTITATIFS
Exercices de base : n°S 1 à 4 ; 7 à 11 du chapitre cinématique dans
l’espace-temps d’un observateur à l’adresse :
http://www.uel.education.fr/consultation/reference/physique/meca/menumodule/menusexercer/menu.h
tm
1
Vous trouverez un autre exercice qualitatif, à résoudre de la même façon à
http://webphysics.davidson.edu/physletprob/ch7_in_class/in_class7_1/default.html : cliquer sur 7.1.1.
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Distance minimale entre deux bateaux :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/cortial/bibliohtml/distbat_j.html
Deux bateaux A et B se déplacent, l’un vers le nord (suivant Oy), l’autre vers l’est (suivant Ox), avec
des vitesses respectives V A et V B constantes. A l’instant initial ils sont respectivement en O (0 0) et
B0 (0 4,77 cm). Il s’agit de déterminer l’instant et les positions qui correspondent à la distance
minimale d’approche.
L’animation permet de visualiser le mouvement des bateaux, de déterminer par tâtonnement leur
distance minimale d’approche et de vérifier ses résultats numériques après calcul.
Déterminer les vitesses V A et V B de chaque bateau 2 (un clic gauche de souris sur l’animation la
gèle et permet de lire les coordonnées des bateaux, donc de calculer leurs vitesses), exprimer le
vecteur AB en fonction de V
l’animation.
A
et V
B
et du temps, faire le calcul de la distance minimale, vérifier sur
Comment choisir le cap pour que deux bateaux se rencontrent :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/cortial/bibliohtml/rtrctr_j.html
L’animation peut être utilisée, comme la précédente :
¾ sans calcul, pour trouver une réponse approximative, par tâtonnement.
¾ pour vérifier le résultat du calcul du cap (il faut donc faire le calcul avec papier crayon,
schémas…)
BESOIN D’AIDE ?
Cours très complet de l’UeL : attention à ne pas vous perdre dans ce
cours qui va au-delà de votre programme.
Description du mouvement d’un point matériel :
http://www.uel.education.fr/consultation/reference/physique/meca/apprendre/chapitrea/a1.htm
Vitesse du mobile par rapport à un référentiel :
http://www.uel.education.fr/consultation/reference/physique/meca/apprendre/chapitrea/a2.htm
Accélération du mobile par rapport à un référentiel :
http://www.uel.education.fr/consultation/reference/physique/meca/apprendre/chapitrea/a3.htm
Vitesse et accélération dans différents systèmes de coordonnées :
http://www.uel.education.fr/consultation/reference/physique/meca/apprendre/chapitrea/a4.htm
Fiche de synthèse (position, vitesse, accélération, principaux
mouvements) :
http://perso.wanadoo.fr/physique.chimie/Cours_de_physique/Physique_5_CINEMATIQUE_PLANE.
htm
Référence de cours sur des notions de base
Grandeur scalaire, grandeur vectorielle avec l’exemple de la vitesse, notion d’incertitude, présentation
d’un résultat… à l’adresse : http://formation.etud.upsud.fr/physique/PCS0/plan_cours/grandeurs_dim/P0cg_phy.pdf
Projection de vecteurs :
http://perso.wanadoo.fr/physique.chimie/Cours_de_physique/Physique_1_PROBLEME_RES
OLU_1_A.htm
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Conserver les valeurs par défaut des paramètres.
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