Unité 1: La dynamique Le mouvement est un sujet qui, depuis des siècles, captive l'imagination. Le vol des oiseaux, la circulation du sang, la transmission de la chaleur, le souffle du vent, la circulation des véhicules, la transmission de l'électricité, le déplacement des satellites, les vibrations des atomes et des molécules et l'émission de particules radioactives constituent tous des phénomènes régis par certains principes fondamentaux du mouvement.

Unité 1: La dynamique Cette unité a pour but de permettre aux élèves de décrire les mouvements rectilignes et circulaires et ceux des projectiles, et de les analyser en fonction de concepts fondamentaux.

Unité 1: La dynamique Qu’est-ce que la cinématique? Mouvement rectiligne Position et déplacement Position Dépacement Vitesse uniforme Graphique position-temps Moyenne

1.1 Qu’est-ce que la cinématique Provient du mot grec « Kinema » qui signifie mouvement. La cinématique est l’étude du mouvement des objets sans se préoccupper des causes de ce mouvement

2. Mouvement rectiligne Un objet a un mouvement rectiligne lorsque son déplacement est parallèle à un axe rectiligne. Dans le dessin ci-dessus, l’automobile est un objet en mouvement rectiligne.

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement La position d’un objet est toujours prise par rapport à un point de référence. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km Dans la figure ci- contre, l’automobile est à une distance de 18 km à la gauche du zéro.

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Lorsqu’on donne la position d’un objet par rapport à un sytème de référence, la position possède alors une grandeur et une direction. La position est alors une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km À la gauche de l’origine

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Une autre manière de représenter la position d’un objet est de donner sa position par rapport à l’origine selon les coordonnées cartésiennes. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement À la gauche du zéro, la position est négative. À la droite du zéro, la position est positive. Dans la figure ci- contre, la position de l’automobile est à -18 km. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Dans la figure ci-contre, l’automobile est à une distance de 18 km à la gauche du zéro. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km Après une certaine période de temps, on retrouve l’automobile maintenant à 20 km à la droite du zéro, de l’origine. À la droite de l’origine

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Sa nouvelle position est aussi une grandeur une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km À la droite de l’origine

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement De la même manière que précédemment la position de l’automobile peut-être donnée en fonction des coordonnées cartésiennes. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km Sa nouvelle position est alors +20 km.

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Le déplacement de l’objet est la distance parcourue entre le point de départ et l’arrivée. La position de départ de l’automobile est 18 km à la gauche de l’origine ou –18 km. Sa position d’arrivée est 20 km à la droite de l’origine ou + 20 km Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Le déplacement est aussi une grandeur une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement La signification du déplacement sous forme vectorielle signifie que: Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km La grandeur du dépla- cement est de 38 km. La direction est vers la droite. Le déplacement de l’automobile est de 38 km [vers la droite].

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement La signification du déplace- ment sous forme vectorielle selon les coordonnée cartésienne signifie que: Chaque séparation sur l’axe ci- dessous correspond à 2 km La grandeur du dépla- cement est de 38 km. La direction est positive. Le déplacement de l’automobile est de +38 km.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Un objet se déplaçant à une vitesse constante de 24 cm/s (sur un coussin d’air, par exemple) possède une vitesse uniforme. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Sur la figure ci-contre, nous avons une image du mouvement de l’objet sur un coussin d’air, telle qu’elle serait prise par un stroboscope. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm L’intervalle de temps entre chaque éclair du strobo- scope est de 25/100 de seconde.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Connaissant la distance entre deux images et l’intervalle de temps entre chaque image, nous pouvons calculer la vitesse de l’objet. Nous obtenons alors une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Connaissant la distance entre deux images et l’intervalle de temps entre chaque image, nous pouvons calculer la vitesse de l’objet. Nous obtenons alors une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Connaissant la distance entre deux images et l’intervalle de temps entre chaque image, nous pouvons calculer la vitesse de l’objet. Nous obtenons alors une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Connaissant la distance entre deux images et l’intervalle de temps entre chaque image, nous pouvons calculer la vitesse de l’objet. Nous obtenons alors une grandeur vectorielle. Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps Sur le système d’axes ci-contre L’axe horizontale est identifié par t(s), le temps en secondes. L’axe vertical est identifié par d(m), la distance en mètre. Nous avons alors un système d’axes qui nous permettra de tracer un graphique de la distance en fonction du temps. Un graphique d-t Nous indiquons la position d1 d’un objet à l’instant t1

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps La position d1 d’un objet à l’instant t1 est identifié par un point et la lettre A.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps La position d1 d’un objet à l’instant t1 est identifié par un point et la lettre A. Ce point se trouve où d1 et t1 intersecte.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps La position d1 d’un objet à l’instant t1 est identifié par un point et la lettre A. Ce point se trouve ou d1 et t1 intersecte. Nous indiquons la position d2 de l’objet à l’instant t2

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps La position d1 d’un objet à l’instant t1 est identifié par un point et la lettre A. Ce point se trouve ou d1 et t1 intersecte. Nous indiquons la position d2 de l’objet à l’instant t2 La position d2 de l’objet à l’instant t2 est identifié par un point et la lettre B.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps La position d1 d’un objet à l’instant t1 est identifié par un point et la lettre A. Ce point se trouve ou d1 et t1 intersecte. Nous indiquons la position d2 de l’objet à l’instant t2 La position d2 de l’objet à l’instant t2 est identifié par un point et la lettre B. Ce point se trouve où d2 et t2 intersecte.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d1 à d2, dans le temps t1 à t2. Projetons la position d1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t1.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d1 à d2, dans le temps t1 à t2. Projetons la position d1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t1. Traçons la variation de temps de t1 à t2.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d1 à d2, dans le temps t1 à t2. Projetons la position d1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t1. Traçons la variation de temps de t1 à t2. Traçons la variation de distance de d1 à d2.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d1 à d2, dans le temps t1 à t2. Projetons la position d1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t1. Traçons la variation de temps de t1 à t2. Traçons la variation de distance de d1 à d2. Identifions la variation de temps de t1 à t2 par Δ t

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d1 à d2, dans le temps t1 à t2. Projetons la position d1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t1. Traçons la variation de temps de t1 à t2. Traçons la variation de distance de d1 à d2. Identifions la variation de temps de t1 à t2 par Δ t Identifions la variation de distance de d1 à d2 par Δ d

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d1 à d2, dans le temps t1 à t2. Projetons la position d1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t1. Traçons la variation de temps de t1 à t2. Traçons la variation de distance de d1 à d2. Identifions la variation de temps de t1 à t2 par Δ t Identifions la variation de distance de d1 à d2 par Δ d

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps Au début de cette leçon, nous avons vue que la vitesse est définie par: Alors la pente d’un graphique position-temps nous donne la vitesse de l’objet.

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps Au début de cette leçon, nous avons vue que la vitesse est définie par: Alors la pente d’un graphique position-temps nous donne la vitesse de l’objet.

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Travail Faire les exercices # 2, 3, et 5 page 8 Faire les exercices # 7, 8, 9, 10 et 11 page 10