Unit 1 La dynamique Le mouvement est un

Unité 1: La dynamique Le mouvement est un sujet qui, depuis des siècles, captive

Unité 1: La dynamique Cette unité a pour but de permettre aux élèves de

Unité 1: La dynamique 1. Qu’est-ce que la cinématique? 2. Mouvement rectiligne A. Position

1. 1 Qu’est-ce que la cinématique • Provient du mot grec « Kinema »

2. Mouvement rectiligne • Un objet a un mouvement rectiligne lorsque son déplacement est

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • La position d’un • Chaque

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Lorsqu’on donne la • Chaque

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Une autre manière de •

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • À la gauche du zéro,

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Dans la figure ci-contre, l’automobile

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Sa nouvelle position est aussi

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • De la même manière que

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • Le déplacement de l’objet •

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • Le déplacement est aussi une

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • La signification du déplacement •

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • La signification du déplacement sous

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme • Un objet se déplaçant à une vitesse

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme • Sur la figure ci-contre, nous avons une

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme • Connaissant la distance entre deux images et

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • Sur le système d’axes ci-contre

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • La position d 1 d’un

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • L’objet s’est donc déplacé du

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • Au début de cette leçon,

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Travail 1) Faire les exercices # 2,

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Unité 1: La dynamique Le mouvement est un sujet qui, depuis des siècles, captive l'imagination. Le vol des oiseaux, la circulation du sang, la transmission de la chaleur, le souffle du vent, la circulation des véhicules, la transmission de l'électricité, le déplacement des satellites, les vibrations des atomes et des molécules et l'émission de particules radioactives constituent tous des phénomènes régis par certains principes fondamentaux du mouvement. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 1

Unité 1: La dynamique Cette unité a pour but de permettre aux élèves de décrire les mouvements rectilignes et circulaires et ceux des projectiles, et de les analyser en fonction de concepts fondamentaux. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 2

Unité 1: La dynamique 1. Qu’est-ce que la cinématique? 2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement a) Position b) Dépacement B. Vitesse uniforme a) Graphique position-temps b) Moyenne SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 3

1. 1 Qu’est-ce que la cinématique • Provient du mot grec « Kinema » qui signifie mouvement. • La cinématique est l’étude du mouvement des objets sans se préoccupper des causes de ce mouvement SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 4

2. Mouvement rectiligne • Un objet a un mouvement rectiligne lorsque son déplacement est parallèle à un axe rectiligne. • Dans le dessin ci-dessus, l’automobile est un objet en mouvement rectiligne. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 5

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • La position d’un • Chaque séparation objet est toujours sur l’axe ci-dessous prise par rapport à correspond à 2 km un point de référence. • Dans la figure cicontre, l’automobile est à une distance de 18 km à la gauche du zéro. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 6

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Lorsqu’on donne la • Chaque séparation position d’un objet par sur l’axe ci-dessous rapport à un sytème correspond à 2 km de référence, la position possède alors une grandeur et une direction. La position est alors une grandeur vectorielle. À la gauche de l’origine SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 7

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Une autre manière de • Chaque séparation représenter la position sur l’axe ci-dessous d’un objet est de correspond à 2 km donner sa position par rapport à l’origine selon les coordonnées cartésiennes. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 8

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • À la gauche du zéro, la position est négative. • À la droite du zéro, la position est positive. • Dans la figure cicontre, la position de l’automobile est à -18 km. SPH 4 U Unité 1 • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 9

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Dans la figure ci-contre, l’automobile est à une distance de 18 km à la gauche du zéro. • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km • Après une certaine période de temps, on retrouve l’automobile maintenant à 20 km à la droite du zéro, de l’origine. À la droite de l’origine SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 10

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • Sa nouvelle position est aussi une grandeur vectorielle. • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km À la droite de l’origine SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 11

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Position • De la même manière que précédemment la position de l’automobile peut-être donnée en fonction des coordonnées cartésiennes. • Sa nouvelle position est alors +20 km. SPH 4 U Unité 1 • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 12

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • Le déplacement de l’objet • Chaque séparation sur est la distance parcourue l’axe ci-dessous entre le point de départ et correspond à 2 km l’arrivée. • La position de départ de l’automobile est 18 km à la gauche de l’origine ou – 18 km. • Sa position d’arrivée est 20 km à la droite de l’origine ou + 20 km SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 13

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • Le déplacement est aussi une grandeur vectorielle. SPH 4 U Unité 1 • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 km La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 14

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • La signification du déplacement • Chaque séparation sur sous forme vectorielle signifie l’axe ci-dessous que: correspond à 2 km • La grandeur du dépla- cement est de 38 km. • La direction est vers la droite. • Le déplacement de l’automobile est de 38 km [vers la droite]. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 15

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Déplacement • La signification du déplacement sous forme vectorielle selon les coordonnée cartésienne signifie que: • Chaque séparation sur l’axe cidessous correspond à 2 km • La grandeur du déplacement est de 38 km. • La direction est positive. • Le déplacement de l’automobile est de +38 km. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 16

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme • Un objet se déplaçant à une vitesse constante de 24 cm/s (sur un coussin d’air, par exemple) possède une vitesse uniforme. SPH 4 U Unité 1 • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 17

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme • Sur la figure ci-contre, nous avons une image • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous du mouvement de correspond à 2 cm l’objet sur un coussin d’air, telle qu’elle serait prise par un stroboscope. • L’intervalle de temps entre chaque éclair du stroboscope est de 25/100 de seconde. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 18

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme • Connaissant la distance entre deux images et l’intervalle de temps entre chaque image, nous pouvons calculer la vitesse de l’objet. Nous obtenons alors une grandeur vectorielle. SPH 4 U Unité 1 • Chaque séparation sur l’axe ci-dessous correspond à 2 cm La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 19

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • Sur le système d’axes ci-contre • L’axe horizontale est identifié par t(s), le temps en secondes. • L’axe vertical est identifié par d(m), la distance en mètre. • Nous avons alors un système d’axes qui nous permettra de tracer un graphique de la distance en fonction du temps. • Un graphique d-t • Nous indiquons la position d 1 d’un objet à l’instant t 1 SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 23

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • La position d 1 d’un objet à l’instant t 1 est identifié par un point et la lettre A. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 24

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • La position d 1 d’un objet à l’instant t 1 est identifié par un point et la lettre A. • Ce point se trouve où d 1 et t 1 intersecte. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 25

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • La position d 1 d’un objet à l’instant t 1 est identifié par un point et la lettre A. • Ce point se trouve ou d 1 et t 1 intersecte. • Nous indiquons la position d 2 de l’objet à l’instant t 2 SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 26

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • La position d 1 d’un objet à l’instant t 1 est identifié par un point et la lettre A. • Ce point se trouve ou d 1 et t 1 intersecte. • Nous indiquons la position d 2 de l’objet à l’instant t 2 • La position d 2 de l’objet à l’instant t 2 est identifié par un point et la lettre B. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 27

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • La position d 1 d’un objet à l’instant t 1 est identifié par un point et la lettre A. • Ce point se trouve ou d 1 et t 1 intersecte. • Nous indiquons la position d 2 de l’objet à l’instant t 2 • La position d 2 de l’objet à l’instant t 2 est identifié par un point et la lettre B. • Ce point se trouve où d 2 et t 2 intersecte. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 28

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d 1 à d 2, dans le temps t 1 à t 2. • Projetons la position d 1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t 1. • Traçons la variation de temps de t 1 à t 2. • Traçons la variation de distance de d 1 à d 2. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 31

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d 1 à d 2, dans le temps t 1 à t 2. • Projetons la position d 1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t 1. • Traçons la variation de temps de t 1 à t 2. • Traçons la variation de distance de d 1 à d 2. • Identifions la variation de temps de t 1 à t 2 par Δ t SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 32

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d 1 à d 2, dans le temps t 1 à t 2. • Projetons la position d 1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t 1. • Traçons la variation de temps de t 1 à t 2. • Traçons la variation de distance de d 1 à d 2. • Identifions la variation de temps de t 1 à t 2 par Δ t • Identifions la variation de distance de d 1 à d 2 par Δ d SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 33

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • L’objet s’est donc déplacé du point A à B, de d 1 à d 2, dans le temps t 1 à t 2. • Projetons la position d 1 jusqu’à ce qu’elle rejoint la projection de t 1. • Traçons la variation de temps de t 1 à t 2. • Traçons la variation de distance de d 1 à d 2. • Identifions la variation de temps de t 1 à t 2 par Δ t • Identifions la variation de distance de d 1 à d 2 par Δ d SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 34

2. Mouvement rectiligne B. Vitesse uniforme Graphique position-temps • Au début de cette leçon, nous avons vue que la vitesse est définie par: • Alors la pente d’un graphique position-temps nous donne la vitesse de l’objet. SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 35

2. Mouvement rectiligne A. Position et déplacement Travail 1) Faire les exercices # 2, 3, et 5 page 8 2) Faire les exercices # 7, 8, 9, 10 et 11 page 10 SPH 4 U Unité 1 La dynamique Leçon 1 ©Jean-Pierre Villeneuve Page 37