Mouvement Circulaire Uniforme

Le mouvement circulaire uniforme est caractérisé par une trajectoire circulaire et une vitesse de norme constante.

Définition: Un mouvement circulaire uniforme est un mouvement où la trajectoire est un cercle et la norme de la vitesse reste constante.

Dans ce type de mouvement, bien que la norme de la vitesse soit constante, sa direction change continuellement. Cela entraîne une accélération non nulle, dirigée vers le centre du cercle.

Formule mouvement circulaire uniforme: a(t) = v²/R ū₂

Où v est la vitesse (constante) et R le rayon du cercle.

Example: Une chronophotographie d'un mouvement circulaire uniforme montrerait des positions équidistantes le long d'un cercle, avec des vecteurs vitesse de même longueur mais de directions différentes.

Highlight: L'accélération dans un mouvement circulaire uniforme est toujours centripète, c'est-à-dire dirigée vers le centre du cercle.

Repère de Frenet et Mouvement Circulaire

Le repère de Frenet est un concept essentiel pour comprendre les mouvements curvilignes. Il s'agit d'un repère orthonormé mobile attaché à un point M en mouvement.

Définition: Le repère de Frenet est composé de deux vecteurs unitaires : le vecteur tangent (ū₁) orienté dans le sens du mouvement, et le vecteur normal (ū₂) dirigé vers le centre de courbure.

Dans ce repère, les expressions des vecteurs vitesse et accélération sont données par des formules spécifiques. Pour le vecteur vitesse : v(t) = v(t)ū₁, et pour l'accélération : a(t) = (dv/dt)ū₁ + (v²/R)ū₂.

Highlight: Dans le cas d'un mouvement uniforme, la vitesse est constante, donc dv/dt = 0, et l'accélération est uniquement dirigée selon le vecteur normal.

Vocabulary: Base de Frenet - Ensemble des deux vecteurs unitaires (ū₁, ū₂) formant le repère de Frenet.