Étudier un mouvement

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Temps, mouvement et évolution
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Étudier un mouvement

FB_Bac_98618_PhyT_S_015

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Rappels de cours

1Référentiel d’espace et de temps

 Un mouvement est relatif, il dépend du référentiel de l’observateur. À un référentiel, on associe un repère. Voici quelques exemples :

– référentiel terrestre, celui du laboratoire ;

– référentiel géocentrique ou héliocentrique (repères d’origine le centre de la Terre ou du Soleil) ; axes pointant vers des étoiles fixes.

 Dans le cadre de la mécanique classique, le temps est invariant : il s’écoule de la même façon dans tous les référentiels.

2Étude des mouvements

 Avant tout étude, il faut définir le {système} et préciser le référentiel.

 Il faut ensuite lister les forces extérieures (>fiche17). Une force extérieure peut modifier le mouvement (la trajectoire et/ou la vitesse) d’un système. Réciproquement, un système dont la trajectoire et/ou la vitesse est modifiée est soumis à au moins une force extérieure au système.

 On peut alors déterminer les grandeurs cinématiques :

– la position (coordonnées en m) ;


– la vitesse (unité : ) ;

– l’accélération (unité : ). Mathématiquement, vitesse et accélération s’obtiennent par dérivation (>fiche16).

3Quelques mouvements particuliers


Nom


Valeur de la Vitesse


Valeur de l’Accélération


Rectiligne uniforme


Constante


Nulle


Rectiligne uniformément varié


Fonction affine du temps


Constante


Circulaire uniforme


Constante


Constante

Méthodes

Définir un référentiel

Sabrina, Mehdi et Léo habitent à Paris. Ils sont assis en classe ; Mehdi dit que Léo est immobile. Sabrina dit que Léo est animé d’une vitesse de plus de 1 000 . Qui a raison ?

Données : Rayon de la Terre : RT= 6 400 km ; latitude de Paris : 48°.

Conseils

Rechercher dans quels référentiels se placent Sabrina et Mehdi.

Solution

Le mouvement est relatif : dans le référentiel terrestre (ici la classe) Léo est immobile. Dans le référentiel géocentrique, il décrit un cercle de rayon en 24 h. Sa vitesse est

(plus de 1 000 ).

Sabrina et Mehdi ont tous les deux raison… à condition qu’ils précisent le référentiel qu’ils choisissent avant de formuler leur affirmation.

Définir un système et déterminer les forces

Deux patineuses identiques sont immobiles dans la situation 1. Dans la situation 2 elles se repoussent l’une l’autre pour partir en sens inverse dans le référentiel de la patinoire.


Le système {A + B} est isolé. Expliquer l’augmentation de vitesse de B.

Solution

B est soumis à trois forces extérieures : son poids, compensé par la réaction de la glace (>fiche17) et la force que A exerce sur B et qui est à l’origine de l’augmentation de vitesse de B.

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