Rentrée 2000

1. Observation de quelques mouvements :

Repérer et décrire le mouvement d'un point ou d'un segment à partir du logiciel :

Tracer la trajectoire	Type de mouvement	Tracer la trajectoire	Type de mouvement
	Rectiligne		Rectiligne accéléré
	Rotation	___________________________________	Cycloïdal
	Épicycloïdal		Hypocycloïdal
__________________________________	Translation rectiligne		Translation curviligne

On appelle trajectoire d'un point la courbe décrite dans l'espace par ce point.

2. Le mouvement est décrit par rapport à une référence :

Tracer et décrire la trajectoire d'un point de la roue par rapport au conducteur :	Décrire la trajectoire du pilote par rapport à celle de l'observateur et réciproquement :	L'hélicoptère est au sol. Tracer et décrire la trajectoire d'un point de l'hélice par rapport au pilote et par rapport à un observateur immobile au sol :
Par rapport au conducteur un point situé sur la roue a un mouvement de rotation.	Par rapport à l'observateur le pilote est immobile. Par rapport au pilote l'observateur est immobile.	Par rapport au pilote et par rapport à l'observateur un point de l'hélice a un mouvement de rotation.
Tracer et décrire la trajectoire du même point de la roue par rapport à un observateur sur le bord de la route :	L'hélicoptère s'élève verticalement. Décrire la trajectoire du pilote par rapport à celle de l'observateur et inversement :	L'hélicoptère s'élève verticalement. Tracer d'une couleur et décrire la trajectoire d'un point de l'hélice par rapport au pilote. Tracer d'une autre couleur et décrire la trajectoire du même point par rapport à un observateur immobile au sol :
Par rapport à un observateur un point de la roue a un mouvement cycloïdal.	Par rapport à l'observateur le pilote a une trajectoire rectiligne de bas en haut. Par rapport au pilote l'observateur a une trajectoire rectiligne de haut en bas.	Par rapport au pilote un point de l'hélice a un mouvement de rotation. Par rapport à un observateur au sol un point de l'hélice a un mouvement hélicoïdal.

Conclusion : On définit le mouvement d'un point par référence à un autre objet. On dit qu'un objet est mobile par rapport à un objet pris pour référence si sa position varie dans le temps par rapport à cette référence.

3. Reconnaissance du mouvement d'un mobile

1. La vitesse d'un mobile

La vitesse est le rapport de la distance d parcourue par un mobile pendant la durée t mise pour la parcourir :



L'unité légale est le m.s^-1 ou m/s . On utilise aussi le km.h^-1 ou km/h.

2. Mesure de la vitesse d'un mobile

1. Vitesse instantanée et vitesse moyenne

Comparer les deux situation suivantes :

On lit sur le compteur de vitesse d'une voiture les indications suivantes : Est-ce qu'au cours d'un trajet la vitesse est toujours constante : Non. Quelle vitesse est alors indiquée par le compteur, expliquer : Le compteur indique la vitesse à l'instant où elle est mesurée. C'est la vitesse instantanée du véhicule.   La vitesse instantanée est la vitesse à un instant donné.

Un conducteur note l'heure de départ et l'heure d'arrivée au cours d'un déplacement. Il a parcouru 10 km en 20 minutes (= 0,33 h). Il dit que sa vitesse a été de :             Est-ce qu'au cours d'un trajet la vitesse est toujours constante : Non. Quelle vitesse est alors calculée par le conducteur, expliquer : Le conducteur considère que sa vitesse est à tout instant la même au cours du trajet. C'est la vitesse moyenne du véhicule. La vitesse moyenne est la vitesse considérée comme constante pour se déplacer d'un point à un autre.

 

2. Représentation graphique du mouvement d'un corps :

Remplir le tube d'eau au-dessus de la graduation 0.

Laisser tomber une goutte de benzaldéhyde (R 22 24) dans l'éprouvette (Il se peut qu'il faille ajouter du savon pour diminuer la tension superficielle de l'eau).

Déclencher le chronomètre quand la goutte passe devant le zéro.

Noter le temps mis par la goutte pour parcourir 10 cm : t₁ = ... s

et pour atteindre le fond t₂ = ... s

Reporter le point sur les graphiques : Vitesse = d/v = .... cm/s

3. Les ordres de grandeur de vitesses

1. La vitesse limite autorisée :

Compléter le tableau suivant :

Calculer en m/s les vitesses suivantes
Vitesse autorisée	Sur route sèche		Sur route mouillée		Par temps de brouillard
	km/h	m/s	km/h	m/s	km/h
Autoroute	130	36,1	110	30,6	50
Route à deux chaussées séparées par un terre-plein	110	30,6	100	27,8	50
Autres routes	90	25	80	22,2	50
Agglomération	50 (Vitesse < à celle qui produit toujours un choc mortel)	14

 

 

Calculer le temps mis pour parcourir une distance de 20 km à la vitesse de 90 km/h :
			13 min 12 s
Calculer le temps mis pour parcourir une distance de 20 km à la vitesse de 110 km/h :
			10 min 48 s
	Différence de temps :	792 - 648 = 144 s	2 min 24 s

Le dépassement de la vitesse autorisée ne permet pas un gain de temps important.

 

2. La distance de freinage

Sur route sèche : 65 m

Sur route mouillée : > 190 m

Indiquer à quelle vitesse roulait un véhicule dont la distance de freinage est de 140 m sur route mouillé : 85 m

1. Mise en évidence d'une force :

Mouvement d'un mobile	Déformation d'un corps
Placer une feuille de papier sur la planche Placer la bille en haut de la gouttière. Lâcher la bille, faire quelques essais. Placer la feuille de papier carbone sur la feuille de papier, carbone en dessous. Lâcher une fois la bille. Enlever le papier carbone et décrire la trajectoire : La trajectoire de la bille est rectiligne.	Placer une règle plate sur deux cales. Schématiser le dispositif :     Placer une masse de 100 g au milieu de la règle. Schématiser le dispositif :
Placer l'aimant près de la trajectoire précédente, pas trop près de sorte que la bille ne se fixe pas sur l'aimant. Faire quelques essais pour repérer l'emplacement convenable de l'aimant. Placer la feuille de papier carbone. Replacer l'aimant et le repérer en traçant son contour. Lâcher la bille. Décrire la trajectoire : La bille est déviée de sa trajectoire en approchant de l'aimant. elle décrit une courbe.	Placer une masse supplémentaire de 200 g au milieu de la règle. Schématiser le dispositif : Décrire vos observations : La règle est déformée sous l'action des masses. La déformation augmente avec la masse.
Conclusion : On appelle force toute cause capable : - de modifier le mouvement d'un corps : qu'il soit au repos ou à l'arrêt au moment où il subit l'action de la force ; - de déformer ce corps.

 

2. Les caractéristiques d'une force :

Manipulations et observations	On définit une force par	Représentée par
Passer la ficelle dans un crochet du bloc de bois et tirer. Quel renseignement apporte la ficelle sur la force qui s'exerce sur le bloc de bois : La ficelle matérialise une droite le long de laquelle s'exerce une force.	La direction	Une droite
Passer la ficelle dans le crochet opposé et déplacer l'objet à l'opposé : Quel renseignement supplémentaire obtient-on : La ficelle tire l'objet en sens inverse sur la trajectoire.	Le sens	Une flèche
Les mouvements précédents ont-ils été exercés sur l'objet au même endroit. Quel renseignement supplémentaire obtient-on : La force s'exerce en un point particulier de l'objet.	Le point d'application	Un point à l'origine de la flèche
Remplacer la ficelle par un dynamomètre. Qu'observe-t-on : Le dynamomètre indique la grandeur de la force exercée.	L'intensité de la force	Une longueur de la flèche à l'échelle

3. La représentation d'une force :

Suspendre un dynamomètre à la potence et représenter les forces exercées sur les masses :

Pas de masse suspendue	Masse de 100 g	Masse de 200 g
Echelle : 1 cm → ... N
La force est représentée par la notation :

Représenter les forces dans les cas suivants :

 

 



 

 

 

 

 

 

 



Séquence 5

Matériel

Professeur	Par groupe d'élèves
	Statif Dynamomètre 2 N Boite de masses avec fil de suspension (200 g, 100 g, 50 g)

LE POIDS ET LA MASSE

1. La représentation du poids

1. Relation entre le poids et la masse :

1. Relation entre le poids et la masse :