Dans notre vie quotidienne, nous rencontrons souvent des objets qui effectuent un mouvement circulaire. Un exemple en est l'aiguille des secondes, l'aiguille des minutes et l'aiguille des heures d'une horloge analogique. L'aiguille des secondes parcourt toujours un angle de 360 ° en 60 secondes (une minute), soit 6 ° par seconde. L'aiguille des minutes parcourt toujours un angle de 360 ° en 60 minutes (une heure), soit 6 ° par minute. L'aiguille des heures parcourt également toujours un angle de 360 ° en 24 heures (un jour). Si un objet effectue un mouvement circulaire régulier, comme l'aiguille des secondes, l'aiguille des minutes ou l'aiguille des heures, on dit alors qu'il effectue un mouvement circulaire uniforme . Pouvez-vous citer un exemple de mouvement circulaire régulier que vous avez observé ou imaginé ?
Comprendre le mouvement circulaire uniforme
Le mouvement circulaire uniforme a deux significations. PremierUn objet se déplace en cercle à vitesse constante si, pendant qu'il se déplace en cercle, sa vitesse est toujours constante ou si la vitesse de chaque partie de l'objet est toujours constante. DeuxièmeUn objet se déplace en cercle à vitesse constante si sa vitesse angulaire est toujours constante. La vitesse angulaire étant une grandeur vectorielle, elle se définit par sa norme et sa direction.
Afin que vous puissiez mieux comprendre la signification mouvement circulaire uniformeVeuillez prêter attention à la critique suivante.
Vitesse angulaire constante
Prenons l'exemple de la trotteuse d'une horloge murale analogique. Lorsque la trotteuse tourne, toutes ses parties, qu'elles soient à l'extrémité, au milieu ou près de l'axe, tournent simultanément.
Comme toutes les parties de la trotteuse tournent ensemble, lorsque la trotteuse parcourt un angle de 360 degréso (une rotation), toutes les parties de la trotteuse parcourent également un angle de 360°.o (une rotation). Lorsque la trotteuse effectue un angle de 360 degréso (une rotation) pendant 60 secondes (une minute), toutes les parties de la trotteuse parcourent également un angle de 360°.o pendant 60 secondes (une minute).
La vitesse angulaire de la trotteuse est toujours de 6o/seconde et la direction de la vitesse angulaire (direction de rotation) de la trotteuse est également toujours constante.
Vitesse constante
Lorsque la trotteuse effectue une rotation de 60 secondes (une minute), tous ses segments, proches et éloignés de l'axe, effectuent également une rotation de 60 secondes (une minute). Bien que la durée de rotation soit identique pour tous les segments, soit 60 secondes, la distance parcourue par chacun d'eux diffère. Le segment proche de l'axe parcourt une distance plus courte, tandis que le segment éloigné de l'axe parcourt une distance plus longue.
D'après la formule de vitesse ci-dessus, on peut conclure que la vitesse de chaque segment de la trotteuse dépend de sa distance à l'axe (r). Plus le segment est éloigné de l'axe (r élevé), plus la vitesse est grande. Bien que la vitesse de chaque segment soit différente, elle reste constante au sein de chaque segment.
Accélération dans un mouvement circulaire uniforme
En mouvement circulaire, on distingue deux types d'accélération : l'accélération angulaire et l'accélération linéaire. L'accélération angulaire se produit lorsque la norme ou la direction de la vitesse angulaire change. À l'inverse, l'accélération linéaire se produit lorsque la norme ou la direction de la vitesse change.
Dans un mouvement circulaire uniforme, la norme et la direction de la vitesse angulaire sont constantes ; il n'y a donc pas d'accélération angulaire. Dans un mouvement circulaire uniforme, seule la norme de la vitesse est constante, tandis que sa direction change constamment. Puisque la direction de la vitesse change constamment, il y a nécessairement une accélération dans un mouvement circulaire uniforme, conformément à la définition. percepatan est un changement de vitesse (changement de magnitude de la vitesse et/ou de direction de la vitesse).
Accélération centripète
L'accélération due à un changement de direction de la vitesse est appelée accélération centripète. On la nomme également accélération radiale. L'accélération centripète, ou accélération radiale, est un type d'accélération, aussi connue sous le nom d'accélération linéaire. C'est une grandeur vectorielle, elle possède donc une magnitude et une direction.
L'amplitude de l'accélération centripète
L'amplitude de l'accélération centripète est exprimée par l'équation :
Direction de l'accélération centripète
La direction de l'accélération centripète est toujours dirigée vers le centre du cercle, comme le montre la figure ci-dessous.
