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Points essentiels Cinématique; Position; Déplacement; Vitesse moyenne; Équation dun mouvement rectiligne uniforme.

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2 Points essentiels Cinématique; Position; Déplacement; Vitesse moyenne; Équation dun mouvement rectiligne uniforme.

3 La cinématique Des atomes aux galaxies, la plupart des objets étudiés par les physiciens sont en mouvement. La cinématique consiste à décrire La manière dont un corps se déplace dans lespace et dans le temps. Durant un mouvement de translation toutes les parties du corps subissent la même variation de position. Durant un mouvement de rotation le corps change dorientation dans lespace.

4 Les quantités mesurées en mécanique Toutes les mesures possèdent grandeur et unité Scalaires vs. Vecteurs –Scalaire – grandeur et unité – Vecteur – grandeur, unité et orientation Déplacement de 2 km vs Déplacement de 2 km vers lest

5 Étude graphique Un des mouvements les plus rencontrés en physique est le mouvement rectiligne uniforme. La figure ci- contre montre une automobile se déplaçant en ligne droite photographiée à des intervalles de temps de 1 seconde afin den analyser le mouvement.

6 Tableau et graphique représentant la position de la voiture (son pare-chocs avant) en fonction du temps.

7 Position La position dun corps est donnée par les coordonnées de celui-ci dans un système de référence à 1, 2, ou 3 dimensions. Dans la figure ci-dessus, le système de référence possède 1 seule dimension représentée par laxe des x et la position de la bille A est x A = 2,8 mètres alors que la bille B se trouve à la position x B = – 2,0 mètres. 0 x BA 24

8 Temps et intervalle de temps t Par contre, un intervalle de temps ou variation de temps est une durée comprise entre deux instants distincts. Par définition, on représente cette durée par t (on dit delta t) soit: Intervalle de temps: t = t f – t i où t f et t i sont des instants final et initial respectivement, exprimés en seconde. Il est essentiel de faire la distinction entre un instant t et un intervalle de temps t Dans le graphique précédent, léchelle horizontale représente le temps t qui sécoule de secondes en secondes. On peut donc considérer lécoulement du temps comme un enchaînement dinstants successifs.

9 Déplacement Le déplacement dun corps est défini comme la variation de sa position. Si un corps se déplace sur laxe des x, son déplacement est défini par:

10 Exemple de déplacement À laide des données du tableau ci-contre, calculez le déplacement de lautomobile entre t i = 2 s et t f = 5 s.

11 Vitesse moyenne La vitesse moyenne durant un intervalle de temps t donné est définie par: N.B Dans le système international on exprime la vitesse en m/s.

12 Exemple de calcul de vitesse moyenne Un e - traverse la distance de 6,00 cm séparant lanode et la cathode dun tube à rayon X en 0,250 ns. Quelle est sa vitesse moyenne?

13 Exemple de calcul de vitesse moyenne À laide des données du tableau ci-contre, calculez la vitesse moyenne de la voiture entre les instants 2 s et 5 s.

14 Équation du M.R.U. Un corps possède un mouvement rectiligne uniforme lorsquil se déplace en ligne droite à une vitesse constante. La voiture de lexemple initiale possède un MRU. Le graphique de sa position x en fonction du temps t donne une droite dont la pente est: x/ t = v ( = constante). Fonction position du MRU

15 Exemple dun MRU Une voiture possédant une vitesse de – 4 m/s se trouve à 12 mètres de lorigine à t = 0 s. A)Écrire léquation de la position de cette voiture en fonction du temps. B)Tracer le graphique de x en fonction de t pour 0 s > t > 5 s. Que représente la pente de la droite obtenue? C)À quel instant la voiture passe-t-elle par x = – 5 m ?

16 Solution B) Voici le tableau et le graphique issu de cette équation.

17 Exemples de MRU Un objet en chute libre sous linfluence de la résistance de lair ; Tout liquide se déplaçant dans une canalisation contrôlée par une valve possède une vitesse généralement constante; Un faisceau délectrons produit par un accélérateur linéaire possède une vitesse constante (à la sortie de laccélérateur); La lumière est constituée de particules appelées «photons» dont la vitesse constante est égale à c = 3 x 10 8 m/s.

18 Exercices suggérés 0201, 0202, 0203, 0205 et 0206


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