Module A / La cinématique
Les rĂ©sultats dâapprentissage :
Analyser les relations entre les variables du mouvement uniforme et du mouvement uniformément accéléré, en une et en deux dimensions.
Démontrer, à partir d'expériences, les relations entre les variables du mouvement rectiligne uniforme et du mouvement uniformément accéléré et interpréter les résultats graphiquement et algébriquement.
Ăvaluer lâincidence de diverses technologies du mouvement sur la qualitĂ© de la vie et sur lâenvironnement.
Le mouvement indique un changement de la position dâun objet en fonction du temps
On peut dĂ©crire le mouvement Ă lâaide d'Ă©quations mathĂ©matiques
De nombreuses applications technologiques de la cinĂ©matique ont une incidence sur la sociĂ©tĂ© et lâenvironnement.
Les concepts fondamentaux :
SystĂšmes et interactions
La mĂ©canique : âDomaine de la physique qui Ă©tudie le mouvement des objets,â
La cinĂ©matique : âBranche de la mĂ©canique qui explique le âquoiâ et le âcommentâ du mouvement.â
Origine : âPoint de rĂ©fĂ©rence,â
Position : âDistance en ligne droite entre lâorigine dâun objet et son emplacement, indiquant la grandeur du vecteur et sa direction par rapport Ă lâorigine,â
Grandeur scalaire : âGrandeur qui nâa ni direction ni sens,â
Grandeurs vectorielles : âGrandeur qui possĂšde Ă la fois une direction et un sens,â
Grandeur : âLe nombre et l'unitĂ© dâune mesure,â
Distance : "Longueur de la trajectoire qui mĂšne dâune position Ă une autre, peu importe la direction,â
DĂ©placement : âChangement de position,â
Mouvement uniforme : âType de mouvement sans changement de direction,â
Mouvement non uniforme : âType de mouvement qui possĂšde une changement de direction,â
Vitesse moyenne : âDistance totale parcourue divisĂ©e par le temps total pris pour parcourir cette distance,â
Vecteur vitesse : "DĂ©placement par unitĂ© de temps,â
Vecteur vitesse moyen : âVecteur vitesse calculĂ©e pour un intervalle de temps plutĂŽt que pour un instant prĂ©cis,"
Vecteur vitesse instantanĂ© : "Mesure Ă un instant donnĂ© du vecteur vitesse dâun objet,â
La « cinématique » est un sous-domaine de la physique, développé en mécanique classique, qui étudie le mouvement en fonction du temps, sans prendre en compte ou considérer les forces qui les font se déplacer. En tant que domaine d'étude, la cinématique est souvent appelée « géométrie du mouvement », et elle est parfois reconnue comme une branche des mathématiques.
Afin de comprendre la cinĂ©matique d'un objet en mouvement, un systĂšme de rĂ©fĂ©rence (Ă©galement appelĂ© rĂ©fĂ©rentiel) doit ĂȘtre dĂ©fini. Il doit y avoir un point de rĂ©fĂ©rence pour l'espace et un point de rĂ©fĂ©rence pour le temps. Le type de mouvement impliquĂ© dans la situation doit Ă©galement ĂȘtre dĂ©fini. En plus de cela, le mouvement rectiligne uniforme (MRU) dĂ©crit une situation dans laquelle l'objet ne subit pas d'accĂ©lĂ©ration tandis qu'un mouvement rectiligne uniformĂ©ment accĂ©lĂ©rĂ© (MRUA) a lieu lorsqu'il y a une accĂ©lĂ©ration constante, comme un corps en chute libre. Enfin, le mouvement d'un projectile combine un mouvement horizontal Ă vitesse constante et un mouvement de chute libre dans le sens vertical.
Un systÚme de référence
Pour expliquer plus en dĂ©tail, un systĂšme de rĂ©fĂ©rence est un systĂšme de coordonnĂ©es dans lequel [les composants] peuvent ĂȘtre reprĂ©sentĂ©s dans l'espace et le temps.
Il y a cinq éléments importants sur le systÚme de coordonnées :
Le systÚme de coordonnées ; Pour se situer dans l'espace, un systÚme de coordonnées associe un point à des coordonnées précises.
Les coordonnées cartésiennes ; Les coordonnées cartésiennes sont des coordonnées de type (x, y), permettant de localiser un point dans un graphe cartésien par rapport au point d'origine.
Les coordonnĂ©es polaires ; Les coordonnĂ©es polaires sont des coordonnĂ©es de type (r, Ξ) qui permettent de situer un point grĂące Ă la distance entre le point de dĂ©part et le point final, soit le rayon r, ainsi que la mesure de lâangle par rapport Ă lâaxe des abscisses positif, soit l'angle Ξ.
Convertir des coordonnées cartésiennes en coordonnées polaires : Pour convertir des coordonnées cartésiennes en coordonnées polaires, il faut utiliser le théorÚme de Pythagore ou des relations trigonométriques.
Convertir des coordonnées polaires en coordonnées cartésiennes ; En utilisant les relations trigonométriques, on peut convertir les coordonnées polaires en coordonnées cartésiennes
La distance parcourue est le montant total de toutes les positions que l'objet a occupées tout au long de son mouvement. La distance parcourue est déterminée en additionnant les longueurs de plusieurs mouvements distincts, tout au long d'un [grand] mouvement.
Le dĂ©placement reprĂ©sente la distance orientĂ©e qui sĂ©pare le point de dĂ©part du point dâarrivĂ©e. C'est un vecteur, vu que le dĂ©placement a une grandeur, une direction et une signification. Il est reprĂ©sentĂ© par une flĂšche partant du point de dĂ©part jusqu'au point d'arrivĂ©e du mouvement.Â
La vitesse est le rapport entre la variation de la position et le temps nécessaire pour faire ce changement de position.
La vitesse moyenne peut accĂ©lĂ©rer ou ralentir pendant son parcours ; il sâagit du mouvement non uniforme. Elle correspond à la distance parcourue totale divisĂ©e par le temps total pris pour parcourir la distance.Â
Vitesse moyenne = distance totale / temps total
Aussi, la vitesse moyenne est une grandeur scalaire.Â
Le vecteur vitesse calculĂ© pour un intervalle de temps plutĂŽt que pour un instant est appelĂ© vecteur vitesse moyenne.Â
Vecteur vitesse moyen = déplacement / temps écoulé
Vecteur vitesse moyen = df-di / tf-ti
Le vecteur vitesse instantané
La vitesse instantanĂ©e est la vitesse Ă un instant prĂ©cis du dĂ©placement. Si le vecteur vitesse dâun objet est constant, le vecteur vitesse instantanĂ© est Ă©gal au vecteur vitesse moyen et Ă la pente du graphique. Le calcul de la tangente permet de dĂ©terminer le vecteur vitesse dâun objet Ă un instant donnĂ©.Â
Un changement du vecteur vitesse indique une accĂ©lĂ©ration, et l'accĂ©lĂ©ration est le taux de changement du vecteur vitesse. Si le vecteur vitesse et l'accĂ©lĂ©ration sont de mĂȘme signe, il y a une accĂ©lĂ©ration. Mais sâils sont de signes opposĂ©s, il y a une dĂ©cĂ©lĂ©ration.
Alloprof aide aux devoirs | Alloprof. (n.d.). Alloprof. Retrieved June 25, 2021, from https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/physique/la-cinematique-p1000
Sandner, L., Durocher, L., & Saucyer, J. R. (2012). Physique 11 STSE. CheneliĂšre Ăducation.