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1) Trajectoire
Pour étudier le mouvement d’un corps, il faut tout d’abord déterminer sa trajectoire.
La trajectoire d’un point d’un corps mobile est l’ensemble des positions qu’il occupe durant son mouvement.
Il existe plusieurs types de trajectoires :
La trajectoire rectiligne qui correspond une droite.
La trajectoire circulaire qui correspond à un cercle.
Il existe aussi des trajectoires qui s’effectuent selon des figures géométriques plus complexes (les trajectoires elliptiques ou paraboliques par exemple).
Lorsque la trajectoire correspond à une courbe qui n’est pas un cercle on parle de trajectoire curviligne.
2) Vitesse
Pour étudier le mouvement d’un corps, on doit aussi déterminer sa vitesse et la façon dont elle évolue dans le temps.
On peut donc calculer deux types de vitesses : la vitesse moyenne du corps mobile sur toute sa trajectoire et sa vitesse instantanée à un moment donné de sa trajectoire.
Exemple :
Lorsqu’une voiture parcourt une distance de 300 km en 3 h, sa vitesse moyenne sur ce trajet est de 100 km/h. Pourtant, cela ne signifie pas que le véhicule a maintenu sa vitesse à 100 km/h sur toute la durée du parcours. En effet, la vitesse indiquée à chaque instant sur le compteur du véhicule a varié, passant par exemple de 30 km/h à 130 km/h après un ralentissement. La vitesse indiquée par le compteur est donc la vitesse instantanée du véhicule.
Avec d : distance parcourue en m ; t : temps mis pour parcourir cette distance en s ; v : vitesse moyenne en m/s.
Exemple :
Un cycliste parcourt 12 km en 26 min.
Pour calculer sa vitesse moyenne, il faut tout d’abord convertir la distance en m : d = 12 km = 12 000 m,
puis convertir le temps du parcours en secondes, soit : t = 26 x 60 = 1560 s.
Remarque :
Il est possible d’utiliser d’autres combinaisons d’unités pour exprimer une vitesse. Par exemple, si le temps est en minutes et la distance en kilomètres alors la vitesse est en kilomètre par minute.
De plus, si on veut exprimer une vitesse en km/h à partir d’une vitesse exprimée en m/s, il suffit de multiplier la vitesse en m/s par 3,6.
Si on veut, au contraire, exprimer une vitesse en m/ s à partir d’une vitesse en km/h, il suffit de diviser la vitesse en km/h par 3,6.
3) Quelques mouvements simples
Pour indiquer le type de mouvement que possède un corps mobile, il faut indiquer sa trajectoire (rectiligne, circulaire ou curviligne) et préciser comment varie la vitesse du corps au cours du temps.
Si la vitesse est constante, le mouvement sera uniforme.
Si la vitesse augmente au cours du temps, le mouvement sera accéléré.
Si la vitesse diminue au cours du temps, le mouvement sera retardé (ou ralenti).
Le mouvement d’un système dépend donc du corps par rapport auquel on étudie le mouvement.
Pour décrire un mouvement, nous devons choisir un solide de référence, que l’on appelle un référentiel.
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