Décrire un mouvement

TP n°10 (Physique)2nde

 

 

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 ?