Le mouvement d un point d un objet est caractérisé par sa trajectoire et l évolution de la valeur de sa vitesse.

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1 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ① OBJECTIFS Décrire le mouvement et la trajectoire d un mobile. Calculer une vitesse moyenne et instantanée. 1- La trajectoire C est l ensemble des positions occupées par les objets au cours du mouvement. En reliant les positions successives, on reconstitue la trajectoire. Trajectoire curviligne Trajectoire circulaire Trajectoire rectiligne 2- Description du mouvement et vitesse Le mouvement d un point d un objet est caractérisé par sa trajectoire et l évolution de la valeur de sa vitesse. Mvt. uniforme Mvt. accéléré Mvt. ralenti Pour un mobile, la vitesse est égale au quotient de la distance parcourue par le temps. Symbole Grandeur Unité Vitesse Mètre par seconde (m/s) ou (m.s-1) distance mètre (m) temps seconde (s) Exemple : Un cheval au galop met 35 s pour parcourir 280 m. Quelle est sa vitesse moyenne en m/s. 1

2 3- Vitesse d un point Voici un enregistrement de la position d un mobile autoporteur. t = 40 ms 4-1 D après l allure de l enregistrement, que peut-on dire sur la trajectoire et le mouvement de ce mobile. 4-2 Que signifie l indication t = 40 ms? L expression de la vitesse pour un enregistrement d un mobile s écrit de la manière suivante : 4-3 Donner l expression de la vitesse du point M 3. Puis calculer sa vitesse. 4- Vitesse moyenne et vitesse instantanée La vitesse moyenne est la vitesse parcourue par un automobiliste entre le point départ et le point d arrivé. La vitesse instantanée est la vitesse indiquée sur le tachymètre de la voiture. Il indique au temps t la vitesse du véhicule. (C est la vitesse d un point). 2

3 Activité 2 OBJECTIF Etre capable de définir la nature d une action mécanique. Etre capable de faire le bilan des différentes actions mécaniques. 1- Nature des actions mécaniques Action mécanique De contact A distance Répartie Ponctuelle Répartie Un corps (A) exerce une action mécanique sur un corps (B) si le corps (A) modifie le mouvement du corps (B) (mise en arrêt ou changement de direction etc ) ; Une action mécanique de contact nécessite un contact entre les deux corps A et B. Une action à distance ne nécessite aucun contact. Une action mécanique est modélisée par une force. Il existe donc des forces de contact et des forces à distance. Exemples : Action de contact ponctuelle (Le ballon sur la figure) Action de contact répartie (Le vent sur la voile) Action à distance (L aimant sur la bille) Une action mécanique est appelée une force. L intensité d une force se mesure avec dynamomètre. L unité de mesure est Newtons (N). 3

4 2- Représentation du vecteur force : On représente une force par un segment fléché appelé vecteur. Un vecteur est un outil mathématique qui se caractérise par : - Une origine ou point d application (point de contact entre la force exercée et l objet d étude) - Une direction (donnée par le «corps» du segment fléché) - Un sens (donnée par la pointe de la flèche) - Une intensité (donnée par la longueur de la flèche) Remarque : Il ne faut pas confondre sens et direction. En effet, une droite définit une direction et une direction possède deux sens. (1 direction : 2 sens ; ou ; ou ; ou ; ou ) 3- Les principales forces A- Le Poids Lorsque l on lâche un objet sans vitesse initiale, celui-ci est attiré vers la Terre. C est la gravité. La Terre attire vers son centre tous les corps situés dans son environnement. Le poids d un corps est une force à distance exercée par la Terre sur ce corps. Le poids, noté voisinage. est la force exercée par la Terre sur un objet dans son Caractéristiques : Point d application : Centre de gravité de l objet. Noté G. Direction : Toujours verticale (direction du fil à plomb). Sens : Vers le bas et le centre de la Terre. Intensité : En Newtons. Unités : P en Newton, m en kilogramme et g : intensité de la pesanteur (g = 9,8 N.Kg -1 sur Terre). 4

5 B- La Réaction d un support En prenant comme exemple d un objet posé sur une table horizontale, ce-dernier ne tombe pas. La force de réaction d un support est la force de contact exercée par le support sur un objet. La Réaction Normale d un support, noté support sur l objet porté dessus. est la force exercée par le Caractéristiques : Point d application : Point de contact entre le support et l objet Direction : Toujours perpendiculaire au support. Sens : Vers le haut en général. Intensité : En Newtons (N) et à déterminé au cas par cas. C- Les forces de frottement Tous corps en mouvement sont soumis à des forces de frottement ; Ce sont des forces de contact exercées sur le corps par le solide ou le fluide avec lequel le corps est en contact. Ces forces de frottement s opposent généralement au déplacement. Les forces de frottements, noté est la force exercée par le support sur l objet. Cette force s oppose au déplacement. Caractéristiques : Point d application : Point de contact entre le support et l objet Direction : Parallèle au support. Sens : Contraire au déplacement de l objet. Intensité : A déterminé au cas par cas. Sens du déplacement Il existe aussi d autres forces telles que : la poussée d Archimède et les forces pressante. 5

6 4- Faire un bilan des forces Afin de faire correctement un bilan des actions mécaniques appliquées à un système, il est conseillé de faire l inventaire des objets concerné par l étude, en n omettant pas les appuis (table, sol) et la Terre responsable de la pesanteur. 1 Exemple Objet d étude : La bille Bille 2 Exemple Objet d étude : Le seau Seau 3 Exemple Objet d étude : La brique Brique Liste des actions mécaniques (Forces) : Le poids ; la réaction ; Les forces divers ; La tension d un fil ; les forces de frottements. 6

7 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ③ OBJECTIFS Etre capable de représenter une force par son vecteur. Retrouver les caractéristiques d une force. 1- Représentation du vecteur force : On représente une force par un segment fléché appelé vecteur. Un vecteur est un outil mathématique qui se caractérise par : - Une origine ou point d application (point de contact entre la force exercée et l objet d étude) - Une direction (donnée par le «corps» du segment fléché) - Un sens (donnée par la pointe de la flèche) - Une intensité (donnée par la longueur de la flèche) 2- Exemples 1er exemple : On étudie l action de la main sur le ressort. La force exercée est égale à 100 N. ① Quelle est la longueur du vecteur? (Echelle : 1 cm 50 Newtons) ② Représenter le vecteur force appliqué à cette situation. ③ Compléter le tableau suivant : Action (qui agit/qui subit) Point d application Direction Sens Notation Intensité 2ème exemple : Représenter le vecteur force. (Echelle : 1 cm pour 20 Newtons) 7

8 3 ème exemple : Cet ouvrier exerce une force de 250 Newtons sur la corde pour faire monter la caisse. 1 Indiquer le point d application par la lettre (O) sur l image. 2 Calculer la longueur du vecteur force. (Echelle : 1 cm 100 Newtons) 3 Représenter le vecteur force sur l image. 4 Compléter le tableau suivant : Action (qui agit/qui subit) Point d application Direction Sens Notation Intensité 3 ème exemple : En s aidant des caractéristiques du tableau, tracer le vecteur force sur la figure. (Echelle : 1,5 cm 100 N) Action (qui agit/qui subit) Point d application Direction Sens Notation Intensité A marteau/clou C Verticale 400 N 8

9 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ④ OBJECTIFS Connaître le principe de l inertie. Utiliser le principe d inertie pour interpréter des mouvements simples. 1- Principe de l inertie Longtemps les physiciens précédant Newton se sont demandé ce qui provoquait le mouvement et si un mouvement pouvait exister sans force. Galilée et Descartes ont fait avancer la question en introduisant la notion d inertie, c est d ailleurs Galilée qui a énoncé le principe d inertie, que Newton a repris dans sa première loi. Dans un référentiel galiléen (Référentiel dont les forces sont nulles ou se compensent et animé d un mouvement uniforme ou immobile) : Si un objet est immobile ou animé d un mouvement rectiligne uniforme alors les forces qui agissent sur lui se compensent. La réciproque est également vraie. Si les forces qui agissent sur un objet se compensent alors il est soit immobile ou soit il est animé d un mouvement rectiligne uniforme. 2- Application Un palet de hockey se déplace sur la glace lisse d une patinoire d un mouvement rectiligne uniforme. 1- Dans quel référentiel ce mouvement est-il décrit? 2- Le principe d inertie s applique t-il dans ce référentiel? Pourquoi? 9

10 3- Quelles sont les forces appliquées au palet? Que peut-on en dire? Donner les caractéristiques de chaque force. 4- Représenter sur ce schéma les vecteurs forces appliquées sur le palet. Sens du déplacement Glace 10