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Le mouvement des objets est un concept fondamental en physique, impliquant l'étude des trajectoires et du centre de masse dans différents référentiels de mouvement physique. Cette analyse permet de comprendre les différents types de trajectoires d'objets et l'importance de l'étude du centre de masse et mouvement.

• Le choix du référentiel est crucial pour simplifier l'analyse du mouvement
• Les trajectoires peuvent être rectilignes, circulaires, paraboliques ou curvilignes
• L'étude se concentre souvent sur le centre de masse pour simplifier l'analyse
• La vitesse et l'accélération sont des concepts clés dans l'étude du mouvement

09/06/2023

257

LE MOUVEMENT D'UN OBJET le mouvement d'un objet dépend du point de vue de l'objet puis comme référence : c'est le référentiel → Le système :

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Référentiels et description du mouvement

Cette section approfondit les concepts de référentiels et la description du mouvement des objets.

Les trois principaux référentiels utilisés en physique sont :

  1. Le référentiel terrestre, lié au sol de la Terre
  2. Le référentiel géocentrique, centré sur la Terre
  3. Le référentiel héliocentrique, centré sur le Soleil

Highlight: Le choix du référentiel dépend de l'objet étudié et vise à simplifier l'analyse du mouvement.

Pour décrire le mouvement d'un objet, on utilise généralement son centre de masse. Cela simplifie l'analyse mais peut entraîner une perte d'information sur le mouvement global de l'objet.

La description du mouvement implique l'analyse de la trajectoire et de la vitesse :

  • La trajectoire peut être rectiligne, circulaire, parabolique ou curviligne.
  • La vitesse peut être constante (mouvement uniforme), croissante (mouvement accéléré) ou décroissante (mouvement ralenti).

Vocabulaire: La vitesse instantanée est la vitesse à un instant précis, tandis que la vitesse moyenne est calculée sur un intervalle de temps.

Le vecteur vitesse est caractérisé par sa direction, son sens et sa norme. Sa direction est tangente à la trajectoire à chaque instant.

Exemple: Pour un objet en chute libre, le vecteur vitesse est vertical et dirigé vers le bas, avec une norme qui augmente au cours du temps.

LE MOUVEMENT D'UN OBJET le mouvement d'un objet dépend du point de vue de l'objet puis comme référence : c'est le référentiel → Le système :

Voir

Formules et concepts clés en physique du mouvement

Cette section présente les formules essentielles pour l'étude du mouvement et des forces en physique.

Formules de vitesse :

  1. Vitesse moyenne : v = d / t Où d est la distance parcourue et t le temps écoulé.

  2. Vitesse instantanée : v = lim(Δt→0) Δd / Δt Approximée par v = (d₂ - d₁) / (t₂ - t₁) pour de petits intervalles de temps.

Highlight: La vitesse peut être exprimée en m/s ou en km/h, avec la conversion : 1 m/s = 3,6 km/h.

Formules liées aux forces :

  1. Poids : P = m × g Où m est la masse de l'objet et g l'intensité de la pesanteur (environ 9,81 N/kg sur Terre).

  2. Force gravitationnelle : F = G × (M₁ × M₂) / d² Où G est la constante de gravitation universelle (6,67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg²), M₁ et M₂ sont les masses des objets, et d la distance entre leurs centres.

Définition: Le centre de masse d'un système est le point qui se comporte comme si toute la masse du système y était concentrée.

Ces formules sont fondamentales pour comprendre et analyser le mouvement des objets ainsi que les forces qui agissent sur eux dans différents contextes physiques.

Exemple: Pour calculer le poids d'un objet de 5 kg sur Terre, on utiliserait la formule P = 5 × 9,81 = 49,05 N.

LE MOUVEMENT D'UN OBJET le mouvement d'un objet dépend du point de vue de l'objet puis comme référence : c'est le référentiel → Le système :

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Le mouvement d'un objet

Le mouvement d'un objet dépend du point de vue choisi comme référence, appelé référentiel. Un référentiel est toujours muni d'un repère avec une origine, trois axes et une échelle de temps.

Définition: Le référentiel est l'objet par rapport auquel on étudie le mouvement d'un système.

Les principaux types de référentiels utilisés sont :

  • Le référentiel terrestre (lié au sol de la Terre)
  • Le référentiel géocentrique (lié au centre de la Terre)
  • Le référentiel héliocentrique (lié au centre du Soleil)

Highlight: On choisit généralement le référentiel dans lequel le mouvement de l'objet sera le plus simple à décrire.

Pour décrire le mouvement d'un objet, on utilise souvent son centre de masse (ou centre de gravité), noté G. Cela simplifie l'analyse mais entraîne une perte d'information sur le mouvement global de l'objet.

Les différents types de trajectoires possibles sont :

  • Rectiligne (trajectoire en ligne droite)
  • Circulaire (trajectoire en cercle)
  • Parabolique (trajectoire en parabole)
  • Curviligne (trajectoire courbe)

Exemple: Une balle lancée verticalement aura une trajectoire rectiligne, tandis qu'une balle lancée en diagonale aura une trajectoire parabolique.

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• Le choix du référentiel est crucial pour simplifier l'analyse du mouvement
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  1. Le référentiel terrestre, lié au sol de la Terre
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Pour décrire le mouvement d'un objet, on utilise généralement son centre de masse. Cela simplifie l'analyse mais peut entraîner une perte d'information sur le mouvement global de l'objet.

La description du mouvement implique l'analyse de la trajectoire et de la vitesse :

  • La trajectoire peut être rectiligne, circulaire, parabolique ou curviligne.
  • La vitesse peut être constante (mouvement uniforme), croissante (mouvement accéléré) ou décroissante (mouvement ralenti).

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Le vecteur vitesse est caractérisé par sa direction, son sens et sa norme. Sa direction est tangente à la trajectoire à chaque instant.

Exemple: Pour un objet en chute libre, le vecteur vitesse est vertical et dirigé vers le bas, avec une norme qui augmente au cours du temps.

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  2. Force gravitationnelle : F = G × (M₁ × M₂) / d² Où G est la constante de gravitation universelle (6,67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg²), M₁ et M₂ sont les masses des objets, et d la distance entre leurs centres.

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  • Le référentiel terrestre (lié au sol de la Terre)
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Les différents types de trajectoires possibles sont :

  • Rectiligne (trajectoire en ligne droite)
  • Circulaire (trajectoire en cercle)
  • Parabolique (trajectoire en parabole)
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Exemple: Une balle lancée verticalement aura une trajectoire rectiligne, tandis qu'une balle lancée en diagonale aura une trajectoire parabolique.

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