Décrire un mouvement
TP n°10 (Physique)
Pour les différentes parties du TP chaque binôme cherchera de son coté. Après quoi une discussion s’en suivra .
I°) Point matériel :
Pour étudier le mouvement d’un objet, on assimile souvent l’objet à un « point matériel » c’est-à-dire à un point auquel
on affecte une masse.
Ø Quelles informations perd-on sur le mouvement si on remplace l’objet par un point matériel dans les cas
suivants ? (compléter le tableau).
Objet |
Point considéré |
Informations perdues (aucune ou préciser lesquelles) |
Informations conservées (aucune ou préciser lesquelles) |
Ballon de rugby |
son centre |
|
|
roue de vélo |
son centre |
|
|
luge |
point d’attache de la ficelle |
|
|
II°) Description d’un mouvement : On vous propose de s’intéresser à différents mouvements.
Ø Compléter le tableau ci-dessous :
Vous noterez le point matériel choisi ainsi que la forme de la trajectoire. D’autre part il faudra préciser dans
les colonnes « oui et non » si on constate un changement de direction ainsi qu’une variation de la vitesse.
Définitions :
* La trajectoire d’un point mobile est la ligne constituée par l’ensemble des positions successivement occupées
par ce point au cours du temps.
* Il ne faut pas confondre la direction avec le sens. Par exemple pour une voiture qui va de Chambéry à
Grenoble en ligne droite ; la direction est la droite Grenoble-Chambéry ou Chambéry-Grenoble alors que le
sens est de Chambéry vers Grenoble.
Scénario |
Forme de la trajectoire
|
Point matériel choisi
|
|
oui |
non |
Je ne sais |
||
|
|
|
|
pas |
||||
Une voiture roulant à |
|
|
|
|
Vitesse |
|
|
|
100 km/h sur une rou- |
|
|
|
|
Direction |
|
|
|
te droite horizontale |
|
|
|
|
|
|
|
|
Une locomotive |
|
|
|
|
Vitesse |
|
|
|
démarrant sur des |
|
|
|
|
Direction |
|
|
|
rails rectilignes |
|
|
|
|
|
|
|
|
La lune tournant |
|
|
|
|
Vitesse |
|
|
|
autour |
|
|
|
|
Direction |
|
|
|
de la terre |
|
|
|
|
|
|
|
|
Un shoot avec un |
|
|
|
|
Vitesse |
|
|
|
ballon de |
|
|
|
|
Direction |
|
|
|
basket |
|
|
|
|
|
|
|
|
* On dira que le mouvement d’un point matériel est rectiligne quand sa trajectoire est une ligne droite.
* On dira que le mouvement d’un point matériel est rectiligne uniforme quand sa trajectoire est une ligne droite et que sa
vitesse est constante.
Ø Dire pour chacun des scénarios précédents s’il s’agit d’un mouvement rectiligne et/ou d’un mouvement
uniforme.
III°) Référentiel :
1°) Mouvement de la valve d’une roue de bicyclette.
Tracer un cercle de 2,0 cm de rayon environ, marquer son centre. Découper ce cercle et marquer à la périphérie un
point V représentant la position de la valve.
Tracer un trait horizontal figurant une route et placer sur ce trait un point A à gauche. Faire coïncider A et V , la
droite étant tangente au cercle. Faire tourner le cercle en maintenant la tangence et noter les positions successives de
la valve pour au moins un tour complet .
Questions : 1) Quelle est la trajectoire de la valve (assimilée au point V) par rapport au sol ?
2) Quelle est la trajectoire de la valve par rapport au centre de la roue ?
3) Préciser dans chaque cas quel est le référentiel envisagé.
4) La trajectoire de la valve est-elle la même d’un référentiel à l’autre ?
5) Peut-on parler d’un mouvement et de sa trajectoire sans définir un référentiel ?
2°) Trajectoire dans des référentiels différents :
On a représenté dans le référentiel de la terre, aux mêmes dates, les positions d’un bateau noir et d’un bateau
rouge, animés l’un et l’autre d’un mouvement rectiligne.
Questions :
1) Tracer la trajectoire de chaque bateau dans le référentiel terrestre.
2) En prenant comme référentiel le bateau noir, représenter la trajectoire du bateau rouge.
Pour cela, utiliser un papier-calque sur lequel on tracera un repère (OX,OY). Pour chaque position
du bateau noir, faire coïncider le point O du calque avec le bateau noir en maintenant fixe la
direction des axes (OX) et (OY) (par exemple OX et OY parallèle aux côtés de votre feuille).
Repérer alors la position du bateau rouge sur le calque. Répéter cette opération pour les différentes
positions du bateau noir.
3°) Le bateau rouge rencontre-t-il le bateau noir ?