Mouvement et vitesse . A A B

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1 Chapitre 1 Mouvement et vitesse I/ Caractère relatif d'un mouvement Le mouvement d'un objet est décrit par rapport à un autre objet qui sert de référence ( le référentiel) exemple : assis dans une voiture roulant sur l'autoroute, tues te déplace par rapport à la route mais tu restes immobile par rapport à la voiture II/ Mouvement 1/ Trajectoire La trajectoire d'un mobile est l'ensemble des positions successives qu'il occupe au cours du temps La trajectoire est rectiligne si la trajectoire est une droite ou un segment de droite La trajectoire est curviligne si la trajectoire est une courbe 2/ Mouvement de translation Objet A C Dans un mouvement de translation, tous les points d'un objet ont le même mouvement ; leurs trajectoire sont des courbes parallèles A A C C A Translation rectiligne 3/ Mouvement de rotation Translation curviligne exemple : grand roue C Dans un mouvement de rotation, tous les points d'un objet ont une trajectoire circulaire et décrivent un cercle autour d'un axe appelé axe de rotation Vue de haut axe de rotation A Objet S Vue de côté Ạ axe de rotation Objet S Mouvement de rotation Exemple : roue de bicyclette III/ La vitesse 1/ Vitesse instantanée On appelle vitesse instantanée d'un objet, la vitesse de celui-ci à un instant donné elle est indiquée par un compteur ou par un tachymètre 2/ Vitesse moyenne La vitesse moyenne v d'un objet en mouvement est obtenue en divisant la distance parcourue d, par la durée t du déplacement v s'exprime en mètre par seconde : m/s ou ms -1 d s'exprime en mètre :m On note : v = d / t t s'exprime en seconde :s

2 Quelques ordre de grandeur : Vitesse de la lumière (vide) record de vitesse d'un vol habité vitesse de pointe du Concorde vitesse du son (air) vitesse de pointe d'un guépard record de vitesse d'un homme dérive des continents km/h km/h 2333 km/h 340 km/h 100 km/h 44,912 km/h quelques cm par an IV/ Evolution du mouvement au cours du temps 1/ La chronophotographie La chronophotographie permet d'étudier le mouvement d'un objet au cours du temps Elle consiste à photographier, sur une même pellicule, l'objet à des intervalles de temps égaux 2/ Mouvement uniforme La voiture parcoure la même distance d pendant des durées égales La vitesse est constante au cours du temps d d d d 3/ Mouvement accéléré Distance parcourue La voiture parcoure des distances de plus en plus grande pendant des durées égales La vitesse augmente au cours du temps 4/ Mouvement ralenti Distance parcourue La voiture parcoure des distances de plus en plus petite pendant des durées égales La vitesse diminue au cours du temps 5/ Exploitation graphique Distance parcourue Observons des courbes donnant la variation de vitesse au cours du temps On obtient les courbes suivantes: vitesse vitesse vitesse temps Mouvement uniforme La vitesse est constante au cours du temps temps Mouvement accéléré La vitesse augmente au cours du temps temps Mouvement ralenti La vitesse diminue au cours du temps

3 Chapitre 2 FORCE ET POIDS I/ Notion de force 1/ Définition Toute action capable de créer ou de modifier le mouvement d'un objet ou de déformer un objet est appelée force 2/ Force de contact Certaines forces s'exercent par contact Exemple: ressort, frapper dans un ballon, soulever une masse 3/ Force à distance Un aimant attire ou repousse un autre aimant Un objet tenu dans la main et lâché tombe au sol Une baguette en PVC frottée attire des objets légers Ces actions ( force magnétique, force électrique, pesanteur) permettent de créer ou de modifier un mouvement d'un objet : ce sont des forces exercées à distance II/ Représentation d'une force Une force peut se représenter graphiquement par un vecteur et est définie par quatre caractéristiques: son point d'application : endroit où s'exerce l'action une direction selon laquelle elle agit appelée également ligne ou droite d'action son sens : une flèche précise le sens (pour une direction il y a deux sens ) son intensité : exprimée en newton (N) - la longueur du vecteur est proportionnelle à la valeur de la force Mesure de la valeur d'une force : l'appareil permettant de mesurer la valeur d'une force est un dynamomètre et son unité est le newton (N) dans le Système International droite d'action 10N Exemple :représentons la force d'une main qui tire sur un fil Cette force est noté : F ou F main/fil fil valeur de la force point d'application F sens III/ Ordre de grandeur doigt sur le poussoir d'un stylo pied sur une pédale d'un vélo raquette de tennis sur la balle réacteur d'avion sur les gaz qu'il éjecte moteur de fusée sur les gaz qu'il éjecte 1N 100 N 1000 N N N IV/ Le poids (cf TP) Le poids d'un objet est une force à distance exercée par la Terre sur cet objet

4 TP : EXISTE-T-IL UNE RELATION ENTRE LE POIDS ET LA MASSE D UN OJET? I - QU EST-CE QUE LE POIDS D UN OJET? 1 Analyse mécanique d une situation La situation Un opérateur tient une règle entre deux doigts À un moment donné il écarte les doigts Que se passe-t-il? L analyse mécanique Quel est l état de mouvement de la règle une fois Quel est l état de mouvement initial de la règle? que l opérateur a écarté ses doigts? Y-a-t-il eu modification de l état de mouvement de la règle? Donc Formuler une hypothèse Qu est-ce qui est à l origine du phénomène analysé ci-dessus? 2 Définition On appelle POIDS d un objet 3 Caractéristiques du poids d un objet Droite d action - Sens - Point d'application - Intensité - Elle se mesure avec, s exprime et on la note : P SCHEMA

5 II - POIDS ET MASSE 1 Différences Masse d un objet Elle représente Poids d un objet C est Symbole Appareil de mesure Unité Propriété 2 Existe-t-il une relation entre la masse des objets et l intensité de leur poids? Mesurons le poids de différentes masse à l'aide d'un dynamomètre Résultats des mesures Exploitation des résultats Placer les points correspondants aux divers couples (m, P) sur un graphique Tracer la courbe en la lissant Compléter le cadre ci-dessous Le graphique obtenu est une droite passant par l origine (fonction linéaire) Donc, P est proportionnel à m : P = cste x m Expression mathématique de la relation mise en évidence expérimentalement

6 Si on désigne par g le coefficient, la relation mise en évidence peut s écrire : ou encore Calculer la valeur de g et déterminer l unité dans laquelle on doit l exprimer Dans cette expression g désigne Le graphique obtenu est Donc, Expression mathématique de la relation mise en évidence expérimentalement Si on désigne par g le coefficient, la relation mise en évidence peut s écrire : ou encore Calculer la valeur de g et déterminer l unité dans laquelle on doit l exprimer Dans cette expression g désigne

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