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vendredi 24 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Mecanique
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Activité 3: Construire un vecteur accélération en mécanique

 

1 – Cas du lancer et de la réception du médecine-ball.
En vous reportant à l’activité 1, tracer qualitativement (c’est à dire sans échelle précise), pour chacune des phases du mouvement du MB, le vecteur accélération du MB à un instant quelconque de la phase considérée.

2 – Cas d’un mouvement rectiligne
Sur le document ci-dessous figurent 3 points A, C et B correspondant à trois positions successives occupées par un véhicule à intervalles de temps réguliers. C est une position intermédiaire.
- situation 1 : le véhicule passe d’une vitesse de valeur égale à 90 km/h au point A
à 135 km/h
au point B, en 10s.

Questions :
a) Pour chaque situation :
- Représenter les vecteurs vitesses aux points A et B en vous aidant des échelles de représentation données à la fin de l’énoncé.
- Déterminer les caractéristiques (direction, sens et valeur) du vecteur accélération au point C. (on assimilera l’accélération moyenne entre les points A et B à l’accélération au point C).
- Représenter le vecteur accélération au point C à partir des caractéristiques déterminées précédemment et en tenant toujours compte de l’échelle de représentation donnée à la fin de l’énoncé.
b) Comparaison des 2 situations :
Le calcul de l’accélération du véhicule à partir de la variation de la valeur de la vitesse donne des résultats de signes opposés d’une situation à l’autre. Proposer une interprétation de cette différence de signe.
Échelles de représentation : On représentera les vecteurs accélérations à l’échelle 1cm pour 0.5 m.s-2 et les vecteurs vitesses à l’échelle 1 cm pour 20 m.s-1, dans chacune des situations. L’échelle du document est 1 cm pour 30 m.

3 – Cas d’un véhicule roulant à vitesse constante et changeant de direction
Un véhicule roule sur une route horizontale et rectiligne à vitesse constante. Tout en conservant une vitesse de valeur constante le véhicule s’engage alors dans une montée rectiligne et de pente constante (cf : Activité 2 ex 1).
Question :
En considérant que le mouvement du véhicule peut être décomposé en trois phases en fonction du profil de la route : horizontale, changement de pente et montée , indiquer pour chaque phase si le mouvement du véhicule est accéléré ou non. Justifier qualitativement votre réponse en vous référant au I du modèle de la mécanique (Terminale S).

4 – Cas d’un mouvement circulaire uniforme
Le document ci-dessous représente (vues de dessus) les positions successives d’un objet accroché à un fil à intervalle de temps régulier (intervalle de temps entre deux positions : 60 ms). Ces positions ont été obtenues grâce à un logiciel de simulation qui permet de simuler un mouvement sans frottement. On pourra considérer que l’échelle est 1.

a. Tracer un vecteur vitesse en un point de la partie circulaire de la trajectoire.
b. Tracer alors le vecteur accélération à l’instant où l’objet occupe la position 4 en considérant que celui-ci résulte de la variation du vecteur vitesse entre les position 3 et 5 sur l’intervalle de temps correspondant (on assimile donc l’accélération moyenne entre les positions 3 et 5 à l’accélération dans la position 4).
c. Sans refaire de tracé mais en raisonnant qualitativement, tracer le vecteur accélération à l’instant où l’objet occupe la position 7.
d. Quelle est (sont) la (les) caractéristique(s) du vecteur vitesse (sens, direction, valeur) qui varie(nt) au cours du mouvement circulaire de l’objet nous permettant de justifier l’existence d’une accélération dans cette situation ?
e. Comparer qualitativement le vecteur accélération et la somme des forces exercées sur l’objet à la date considérée.