Mouvement

Mouvement de translation

Le mouvement de translation est le mouvement par lequel un corps se déplace d’un point de l’espace à un autre.Un exemple de mouvement de translation est le mouvement d’une balle tirée par un canon.

Un objet a un mouvement rectiligne lorsqu’il se déplace le long d’une ligne droite. A tout moment, t, l’objet occupe une position le long de la ligne comme le montre la figure suivante. La distance x, avec le signe approprié, définissent la position de l’objet.Lorsque la position de l’objet à un moment particulier est connue, le mouvement de la particule sera connu, et généralement exprimé sous la forme d’une équation qui relie la distance x, au temps t, par exemplex = 6t – 4, ou un graphique.

Le mouvement en deux ou trois dimensions est plus compliqué. En deux dimensions, nous devons spécifier deux coordonnées afin de fixer la position d’un objet quelconque. La figure suivante montre un exemple simple de mouvement de projectile : une balle qui roule sur une table. Définissons la direction horizontale comme l’axe des x et la direction verticale comme l’axe des y. Considérons une balle qui roule initialement sur une table plate avec une vitesse initiale de 10 m/s.

Alors que la balle est sur la table, nous observons que la composante x initiale de la vitesse (v0x) est de 10 m/s (constante), la composante y initiale de la vitesse est de 0 m/s, la composante x de l’accélération est de 0 m/s2 et la composante y de l’accélération est de 0 m/s2. Les composantes de l’accélération et de la vitesse sont les parties de la vitesse ou de l’accélération qui pointent dans la direction x ou y.Observons ce qui se passe à l’instant où la balle quitte la table.

La vitesse initiale dans la direction y est toujours nulle et la vitesse initiale dans la direction x reste de 10 m/s. Cependant, la balle n’est plus en contact avec la table et elle tombe librement. L’accélération gravitationnelle de la balle est descendante. Dans ce cas, les mouvements dans les directions horizontale et verticale doivent être analysés indépendamment. Dans le sens horizontal, il n’y a pas d’accélération, donc la composante x de la vitesse est constante

Dans le sens vertical, il y a une accélération égale à l’accélération de la pesanteur. Par conséquent, la vitesse dans la direction verticale change comme suit

Mouvement de rotation

Le mouvement de rotation traite uniquement des corps rigides. Un corps rigide est un objet qui conserve sa forme globale, c’est-à-dire que les particules qui le composent restent dans la même position les unes par rapport aux autres. Une roue et le rotor d’un moteur sont des exemples de corps rigides qui apparaissent couramment dans les questions portant sur le mouvement de rotation.

Mouvement circulaire

Le mouvement circulaire est un type commun de mouvement rotatif. Comme le mouvement du projectile, nous pouvons analyser la cinématique et apprendre quelque chose sur les relations entre la position, la vitesse et l’accélération. La première loi de Newton stipule qu’un objet en mouvement reste en mouvement à vitesse constante à moins qu’une force extérieure ne s’exerce sur lui. Si la force est appliquée perpendiculairement à la direction du mouvement, seule la direction de la vitesse changera. Si une force agit constamment perpendiculairement à un objet en mouvement, l’objet se déplacera sur une trajectoire circulaire à vitesse constante. C’est ce qu’on appelle le mouvement circulaire uniforme.

Le mouvement circulaire d’un corps rigide se produit lorsque chaque point du corps se déplace selon une trajectoire circulaire autour d’une ligne appelée axe de rotation, qui passe par le centre de masse, comme le montre la figure suivante.

Mouvement translationnel versus mouvement rotationnel

Il existe une forte analogie entre le mouvement rotationnel et le mouvement translationnel standard. En effet, chaque concept physique utilisé pour analyser le mouvement de rotation a son concomitant en translation.

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Mouvement translationnel		Mouvement rotationnel
Déplacement		Déplacement angulaire
. Vélocité		Vélocité angulaire
. Accélération		Accélération angulaire
Masse	M	Moment d’inertie
Force	F = Ma	Torque
Travail		Travail
Pouvoir		Pouvoir
Énergie cinétique		Énergie cinétique

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