2P MV2 / Décrire le mouvement / Décrire le mouvement
Chapitre 2
Quelle trajectoire ?
1 La situation
On filme trois choses au garage : une voiture qui roule sur la route, une roue qui tourne sur un banc d'équilibrage, et la valve de cette même roue pendant que le véhicule avance sur la route. Si on trace, sur chaque vidéo, le chemin suivi par le point qu'on observe, on n'obtient pas du tout le même dessin.
2 La trajectoire, trois formes
La trajectoire d'un objet est l'ensemble des positions qu'il occupe successivement, dans un référentiel donné. Elle peut être rectiligne (une droite), circulaire (un cercle), ou quelconque (toute autre forme).
3 Lire une chronophotographie
Entre deux points, même durée à chaque fois. Si la distance parcourue est toujours la même, le mouvement est uniforme. Si la distance augmente à chaque intervalle, le véhicule accélère. Si elle diminue, il ralentit.
4 Un essai routier complet
5 Retour à la valve : pourquoi une trajectoire « quelconque » ?
La trajectoire de la valve, vue depuis la route, combine une rotation autour de l'axe de la roue et un déplacement en ligne droite de cet axe le long de la route. Une trajectoire « quelconque » n'est pas un mouvement au hasard : elle peut résulter de la combinaison de plusieurs mouvements plus simples.
Trace écrite
La trajectoire d'un objet est l'ensemble des positions qu'il occupe successivement, dans un référentiel donné : elle peut être rectiligne, circulaire, ou quelconque. La même pièce peut avoir une trajectoire différente selon le référentiel choisi.
Une chronophotographie (positions relevées à intervalles de temps égaux) permet de déterminer la nature d'un mouvement, sans calcul, par simple lecture de l'espacement des points : points régulièrement espacés = mouvement uniforme (vitesse constante) ; points de plus en plus espacés = mouvement accéléré ; points de plus en plus rapprochés = mouvement ralenti. Un même trajet peut enchaîner plusieurs natures de mouvement.
Travail à la maison
- Cite les trois formes possibles d'une trajectoire.
- Sur une chronophotographie, les points sont de plus en plus rapprochés. Le véhicule accélère-t-il ou ralentit-il ?
- Sur une chronophotographie, les points sont régulièrement espacés. Quelle est la nature du mouvement ?
- La trajectoire d'un point du pneu, vue depuis l'axe de la roue, est-elle circulaire ou quelconque ?
- Cette même trajectoire, vue depuis la route pendant que le véhicule avance, est-elle circulaire ou quelconque ?
Communiquer
Explique pourquoi la valve d'une roue trace une trajectoire en boucles, et pas un simple cercle.
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