MOUVEMENTS RECTILIGNES

LES MOUVEMENTS RECTILIGNES I - Caractéristiques d'un mouvement rectiligne
Un solide est animé d'un mouvement rectiligne lorsque sa trajectoire est
une droite.
Ce mouvement sera représenté par l'acronyme MR.
Exemple : le train passant devant le lycée de Rompsay a un
mouvement rectiligne (sur cette partie du trajet).
II - Mouvement d'un chariot sur un rail Un chariot de masse m = 0,380 kg se déplace sans frottement sur un rail
horizontal.
Mode opératoire :
- Amener le chariot en contact avec l'électro-aimant.
- S'assurer que le fil passe sur la poulie de renvoi.
- Placer les capteurs pour que la charge n'agisse plus au moment
du déclenchement du chronomètre.
- Effectuer une mesure puis déplacer le capteur d'arrêt du
chronomètre de 10 cm en 10 cm pour effectuer d'autres
mesures.
Tableau de résultats d'une série de mesures et du calcul de la
vitesse moyenne V.
|d (cm) |20 |30 |40 |50 |60 |70 |80 |
|t (s) |0.263 |0.375 |0.510 |0.660 |0.724 |0.898 |1.039 |
|V (m/s) |0.76 |0.80 |0.78 |0.76 |0.82 |0.78 |0.77 |
Diagramme des espaces d = f ( t )
Conclure sur la nature du mouvement
III - Vitesse instantanée Un palet autoporteur est lâché sur une table à coussin d'air.
L'enregistrement de la position du centre du palet, repérée toutes les
20 ms (f = 50 hz), donne la figure suivante à l'échelle 1:
M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10
. . . . . . . . . . .
1- Choisir le point origine des espaces et du temps. 2- Relever les durées t et les positions d du point M et tracer la courbe d
= f(t). |t (ms) | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
|v (m/s)| | | | | | | |
|a (m/s)| | | | | | | | f) À la lumière des valeurs des grandeurs, justifier les qualificatifs du
mouvement de ce point du solide.
« Le mouvement du solide est rectiligne uniformément
accéléré MRUA. »
2- Chute libre d'une bille
Utiliser les données recueillies lors de la chute d'une bille à l'aide de
l'ordinateur pour déterminer les valeurs de l'accélération.
| |A1 |A2 |A3 |A4 |A5 |A6 |A7 |A8 |
|h (m) |0,15 |0,30 |0,33 |0,45 |0,53 |0,60 |0,73 |0,93 |
|t (s) |0,175 |0,247 |0,260 |0,303 |0,329 |0,350 |0,386 |0,436 |
|v (m/s) |1,717 |2,423 |2,551 |2,972 |3,227 |3,433 |3,787 |4,277 |
|a (m/s) | |
|0 | |
| | |
|l7 = | |
|0.27 | |
|l8 = | |
|0.35 | |
|l9 = | |
|0.44 | |
|l10 = | |
|0.54 | |
|l11 = | |
|0.66 | |
|l12 = | |
|0.785 | |
|l13 = | |
|0.92 | |
|l14 = | |
|1.065 | |
|l15 = | |
|1.225 | |
|l16 = | |
|1.395 | |
|l17 = | |
|1.575 | |
|l18 = | |
|1.76 | | Correction de l'étude de chronophotographies I- Étude qualitative des chronophotographies du motard
La trajectoire du motard est une droite. La durée entre deux
photographies est 0,1 s.
| |Chronophotographie n°1|Chronophotographie n°2|Chronophotographie n°3|
|Observatio|Les photos successives|Les photos successives|Les photos successives|
|n |sont à la même |sont à des distances |sont à des distances |
| |distance les unes des |de plus en plus |de plus en plus |
| |autres. |grandes. |petites. |
|Interpréta|Le motard parcourt, |Le motard parcourt, |Le motard parcourt, |
|tion |pendant la même durée,|pendant la même durée,|pendant la même durée,|
| |la même distance. |des distances qui |des distances qui |
| |La vitesse du motard |augmentent. |diminuent. |
| |est constante. |La vitesse du motard |La vitesse du motard |
| | |s'accroît. |diminue. |
|Conclusion|Le mouvement du motard|Le mouvement du motard|Le mouvement du motard|
| |est rectiligne |est rectiligne |est rectiligne |
| |UNIFORME. |ACCÉLÉRÉ |DÉCÉLÉRÉ. | II- Étude quantitative de la chronophotographie d'une bille
Échelle 1/10 : pensez à multiplier les mesures de distance par 10.
Calcul des vitesses instantanées Exemple de calcul : v8 =
|Distance |l7 |l8 |l9 |l10 |l11 |l12 |l13 |l14 |
|(m) | | | | | | | | |
|h (m) |0,15 |0,30 |0,33 |0,45 |0,53 |0,60 |0,73 |0,93 |
|t (s) |0,175 |0,247 |0,260 |0,303 |0,329 |0,350 |0,386 |0,436 |
|v (m.s- |1,717 |2,423 |2,551 |2,972 |3,227 |3,433 |3,787 |4,277 |
|1 ) | | | | | | | | |
a (m.s- 2 ) | |9,81 |9,80 |9,80 |9,81 |9,82 |9,81 | | |
Exemple de calcul : a2 = = a2 9,81 Représentations graphiques Courbe h = f (t) Courbe h = f (t2 )
La hauteur de chute et la durée de chute ne La hauteur de chute
est proportionnelle au
sont pas proportionnelles. carré de la durée de chute.
h = g t 2
avec g = 9,81 m.s - 2
Courbe v = f (t)
La vitesse est proportionnelle à la durée
de chute. v = g t -----------------------
[pic] . . . .
M0 M1 M2 M3 . . . . . .
? = 40 ms sens du mouvement An - 1 An An+1
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[pic] Échelle [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]