Matériau à mouvement rectiligne
Le mouvement est un phénomène que nous observons constamment dans la vie quotidienne. La branche de la physique qui étudie le mouvement s'appelle la mécanique. La branche de la mécanique qui traite de la manière dont un objet se déplace, sans considérer la cause du mouvement, s'appelle la cinématique . Inversement, la branche de la mécanique qui traite des causes du mouvement et explique pourquoi les objets se déplacent comme ils le font s'appelle la dynamique. Dans ce domaine, tout objet en mouvement est considéré comme une particule ou un point. Les objets en mouvement sont considérés comme des points par souci de simplification. Imaginons qu'un point se déplace en ligne droite : sa trajectoire sera alors une ligne droite.
On dit qu'un objet est en mouvement rectiligne si sa trajectoire est droite. Si sa trajectoire est courbe, l'objet n'est pas en mouvement rectiligne. Le mouvement d'un objet, considéré comme une particule, est unidimensionnel. Ce mouvement unidimensionnel peut être horizontal (parallèle à l'axe des x) ou vertical (parallèle à l'axe des y).
Exemple de problème
1. Questions d'examen national de 2017
Regardez l'image !
La plus grande distance parcourue par un objet dans un intervalle de temps…
A. 0 s à 10 s
B. 10 s à 20 s
C. 20 s à 30 s
D. 30 s à 50 s
E. 50 s à 70 s
Discussion
Formule de distance :
s = vt
Distance = zone ombrée.
Plus grande distance = plus grande surface.
A. ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100
B. (20-10)(10-0) + (½)(20-10)(20-10) = (10)(10) + ½ (10)(10) = 100 + (5)(10) = 100 + 50 = 150
C. (30-20)(10-0) = (10)(10) = 100
D. (50-30)(10-0) = (20)(10) = 200
E (70-50)(10-0) + ½ (70-50)(30-10) = (20)(10) + ½ (20)(20) = 200 + (10)(20) = 200 + 200 = 400
La bonne réponse est E.
2. Questions d'examen national de 2017
Une particule se déplaçant vers le haut obéit à l'équation y = 8t – t² , où y et t sont exprimés en mètres et en secondes, respectivement. La vitesse de l'objet à t = 2 secondes est…
A. 2 ms -1
B. 4 ms -1
C. 8 ms -1
D. 12 ms -1
E. 16 ms -1
Discussion
y = 8t – t²
v = 8 – 2t
La vitesse de l'objet à t = 2 secondes :
v = 8 – 2t = 8 – 2(2) = 8 – 4 = 4 m/s.
La bonne réponse est B.
3. Soal UN SMA/MA 2017
Consultez le tableau des données de vitesse pour les trois objets suivants !
D'après le tableau, on peut conclure que l'objet présentant la plus grande accélération est...
A. Objet A pour t 1 – t 2
B. Objet A pour t 2 – t 3
C. Objet B pour t 1 – t 2
D. Objet C pour t 1 – t 2
E. Objet C pour t 2 – t 3
Discussion
Objet A : la vitesse de l'objet augmente de 4 m/s toutes les 2 secondes ou de 2 m/s toutes les 1 seconde = 2 m/ s².
Objet B : la vitesse de l'objet augmente de 5 m/s toutes les 2 secondes ou de 2,5 m/s toutes les 1 seconde = 2,5 m/ s².
Objet C : la vitesse de l'objet diminue de 2 m/s toutes les 2 secondes ou de 1 m/s toutes les 1 seconde = -1 m/s 2.
La bonne réponse est C.
