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Module 3. Science physiques Le mouvement. Le langage du mouvement:. Les unités de mesures de chacun proviennent du Système International. Une mesure scalaire ou un scalaire est une mesure à laquelle on ne peut associer une direction. Ex: La masse : 20 kg Le temps : 35 min.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
module 3

Module 3

Science physiques

Le mouvement

le langage du mouvement

Le langage du mouvement:

Les unités de mesures de chacun proviennent du Système International

avant de d buter il faut savoir la diff rence entre un scalaire et un vecteur
Une mesure scalaire ou un scalaire est une mesure à laquelle on ne peut associer une direction.

Ex: La masse: 20 kgLe temps: 35 min

Une mesure vectorielle ou un vecteur est une mesure à laquelle on peut associer une direction.

Ex:Le déplacement: 20 km est ou +20 km

La vélocité: 100 km/h sud ou –100 km/h

L’accélération: 9.8 m/s2 vers le bas ou –9.8 m/s2

Avant de débuter il faut savoir la différence entre un scalaire et un vecteur.
distance mesure de la longueur totale d un parcours suivant toutes les courbes du trajet
Distance: mesure de la longueur totale d’un parcours suivant toutes les courbes du trajet.
  • d (distance)
  • di (distance initiale)
  • df (distance finale)
  • Δd (intervalle de distance ou changement de distance)
  • Calcul: Δd = df - di
  • L’unité de mesure : mètre (m)
temps le moment o un v nement a lieu
Temps: le moment où un événement a lieu.
  • t (temps)
  • ti (temps initiale)
  • tf (temps finale)
  • Δt (intervalle detemps ou durée d’un événement)
  • Calcul: Δt = tf - ti
  • L’unité de mesure : seconde (s)
slide6

Position: le lieu où un objet est situé, du point de vue d’un observateur donné.

(C’est un vecteur)

  • d (distance)
  • di (distance initiale)
  • df (distance finale)
  • L’unité de mesure : mètre (m)
d placement la mesure du changement qu a subit la position d un objet c est un vecteur
Déplacement: la mesure du changement qu’a subit la position d’un objet. C’est un vecteur.
  • Symbole: Δd
  • Calcul: Δd = df - dI
vitesse comment vite un objet se d place
Vitesse: comment vite un objet se déplace.
  • Symbole: v
  • L’unité de mesure : mètres par seconde (m/s) ou kilomètre par heure (km/h).
    • vi (vitesseinitiale)
    • vmo (vitesse moyenne)
    • vinst (vitesse instantanée)
    • Δv (changement de vitesse)
  • Calcul: Δv = vf - vI

Unité de mesure : mètres par seconde (m/s)

acc l ration la mesure du changement du vecteur vitesse d un objet en un temps donn e
Accélération: la mesure du changement du vecteur vitesse d’un objet en un temps donnée.
  • a (accélération)
  • amo (accélération moyen)
  • ainst (accélération instantané)
  • L’unité de mesure : mètres par seconde à chaque seconde (m/s2).
voici les pr fixes du syst me international si
Voici les préfixes du système international(SI).
  • Puissance préfixe symbole Nom connue
  • 109 Giga G Milliard
  • 106 Méga M Million
  • 103 Kilo k Mille
  • 102 Hecto h Cent
  • 101 Deca da Dix
  • 10-1 Deci d Dixième
  • 10-2 Centi c Centième
  • 10-3 Milli m Millième
  • 10-6 Micro μ Millionnième
  • 10-9 Nano n Milliardième
faites la conversion des unit s suivants
Faites la conversion des unités suivants:

210 mm = _____ cm 3.2 kg = ____ dag

0.0003 kg = _____ g 260 mL = ____ dL

326 kW = _____ MW 2.5h = _____ s

3.7 daL = _____ cL 6 370 000 m = ____ Mm

6GA = _____ kA 24 g = ____ kg

41 min = _____ s 3 600 s = _____ min

7 234 cm = _____hm 0.23 J = _____ mJ

la notation scientifique
La Notation Scientifique
  • Les exposants sont employés dans tous les domaines qui font appel aux mathématiques et spécialement dans le domaine scientifique. Ainsi, la physique nous apprend que le diamètre d'un atome est de 0,000 000 01 centimètre

et que le nombre de molécules d'un gaz parfait par centimètre cube est 26 900 000 000 000 000 000

  • Il va sans dire que ces nombres ne sont pas commodes à manipuler. Il est possible de les écrire de façon plus concise en employant les exposants : c'est ce que nous appelons la notation scientifique.
la notation scientifique1
La Notation Scientifique
  • Le nombre 0,000 000 01 se lit "un cent millionièmes" et s'écrit à l'aide des exposants

1,0 x 10-8

  • De même le nombre 26 900 000 000 000 000 000 s'écrit 2.69 x 1019
quelques exercices
Quelques exercices

a. 3,4 x 104

b. 5,8 x 10-5

c. 5,80 x 103

d. 8,54 x 105

e. 9,36 x 10-1

f. 1,2 x 106

g. 2,85 x 10-1

h. 9,2 x 10-8

i. 2,6 x 101

a. 34 000

b. 0.000058

c. 5 798

d. 854 231

e. 0.936421

f. 1 200 000

g. 0.285438563

h. 0.000000092

i. 26

d finitions
Définitions
  • MRU - C’est le mouvement d’un mobile en ligne droite, de façon constante ou si vous préférez sans variation de vitesse.
  • Vitesse instantanée – vitesse d’un objet à un moment précis et un endroit précis.
  • Vitesse moyenne – la moyenne des vitesse instantanée.
  • Vitesse constante – vitesse qui ne subit aucune variation.
quelques d finitions oubli s
Quelques définitions oubliés!
  • Cinématique: Étude du mouvement
  • Mobile: Objet en mouvement
  • Physique: Étude de la matière et de l’énergie

OUPS!

comment faire un graphique de la distance en fonction du temps
Comment faire un graphique de la distance en fonction du temps.
  • A l’aide d’une règle, trace un axe des x et un axe des y sur une feuille quadrillé.
  • Inscris “Distance” le long de l’axe des y et “temps” le long de l’axe des x. Indique les unités de mesures.
  • Détermine l’échelle a utiliser. L’axe des x pourrait probablement être différent de l’axe des y.
suite
Suite…
  • Place tes valeurs dans le graphique.
  • Relie les points.
  • N’oublie pas de donner un titre a ton diagramme.
slide25

La Distance en fonction du temps

330

275

220

165

110

55

0

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

slide26

La Distance en fonction du temps

480

360

240

120

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

le vecteur vitesse et la pente
Le Vecteur vitesse et la pente
  • Lorsque l’on trouve la pente d’une droite d’un graphique distance vs temps l’on trouve la valeur du vecteur vitesse.
  • La pente d’une droite se calcule comme suit;
trouve le vecteur vitesse en utilisant le graghique distance temps
Trouve le vecteur vitesse en utilisant le graghique distance/temps.

(4, 12)

(x1, y1)

Donc le vecteur vitesse a une valeur de 3 m/s.

(x2, y2)

(0, 0)

slide30
Trouve la valeur du vecteur vitesse entre le point A et le point B, Le point B et le point C ainsi qu’entre le point C et le point D
slide31

La vitesse du Point A au point B est de 10m/s.

La vitesse du Point B au point C est de 0m/s (aucun mouvement).

La vitesse du Point C au point D est de 12.5m/s dans le sens contraire.

les diagrammes et leurs formes
Les diagrammes et leurs formes

Il y atrois types de diagrammes de mouvement rectiligne uniforme: graphique de la distance (d) en fonction du temp (t)]

slide33

Aucun mouvement

  • Aucun mouvement (La pente du diagramme est constante et 0, la vitesse est constante (0), l’objet est stationnaire et son vecteur vitesse est 0 ).
slide34

Mouvement uniforme positif

  • Mouvement uniforme vers le haut ou vers la droite (La pente du diagramme est constante et positive, la vitesse est constante, la direction est vers la droite de l’observateur, et le vecteur vitesse est uniforme et positif.)
slide35

Mouvement uniforme négatif

  • Mouvement uniforme vers le bas ou vers la gauche (La pente du diagramme est constante et négative,la vitesse est constante, le direction est vers la gauche de l’observateur, et le vecteur vitesse est uniforme et négatif. )
un petit rappel les ve cteur s
Une mesure vectorielle ou un vecteur est une mesure à laquelle on peut associer une direction.

Exemple:

Le déplacement: 20 km Est ou +20 km

La vélocité: 100 km/h Sud ou –100 km/h

L’accélération: 9.8 m/s2 vers le bas

Un petit rappel:Les vecteurs
la direction
La direction
  • Dans de nombreuses expériences, les objets se déplacent en ligne droite dans une seule direction: vers l’avant et l’arrière ou vers le haut et le bas. C’est ce qu’on appelle le mouvement rectiligne.
      • Un + signifie vers le haut et vers l’avant (la droite).
      • Un – signifie vers le bas et vers l’arrière (la gauche:).
slide39

Donc pour exprimer le déplacement, la vélocité ainsi que l’accélérationqui sont des grandeurs vectorielles (mesure + direction) nous allons utiliser le +, le –, le nord, le sud, l’est ou l’ouest .

Exemple 1: Une bicyclette roule à –20m/s.

Exemple 2: Une automobile roule à 20m/s E.

comment faire des vecteurs simples
Comment faire des vecteurs simples:
  • Il faut tracé un axe x et un axe y (comme dans un plan cartésien).
  • Choisis une échelle de grandeur(ex: 1cm = 20km/h). Pour ceci, essaies d’utiliser des chiffres ronds et raisonnable ce qui veut dire que tu ne devrais pas avoir à tracer un vecteur de 10cm.
  • Trace ton vecteur dans la direction demandée en utilisant une règle (sois précis) le début de ton vecteur devrait avoir un point et la fin une flèche.
trace les vecteurs suivants
Trace les vecteurs suivants:

a) +10m/s2 b) 33m/s sud c) –200km

d) 75km/h est e) 1550 m nord

a) + 10m/s2

Échelle: 1cm = 2m/s2

5 cm

comment faire des vecteurs avec des angles
Comment faire des vecteurs avec des angles:
  • Il faut tracé un axe x et un axe y.
  • Choisi une échelle de grandeur (ex: 1cm = 50m).
  • Parce qu’il faut toujours considérer le N ou le S les premiers nous allons devoir mesurer l’angle à partir de ces axes (c’est à dire à partir de l’axe des y).
  • Trace ton vecteur en utilisant une règle (sois précis).
slide46

Ex: trace un déplacement de 200m N30oE.

Échelle: 1cm = 50m

Note: pour chaque vecteur que tu feras tu devras toujours prendre la mesure de l’angle à partir de l’axe verticale (y).

4cm

30o

trace les vecteurs suivants a 400m s 2 s45 o o b 27m s n60 o o c 100km n15 o e d 155 km h s 80 o e
Trace les vecteurs suivants:a) 400m/s2 S45oO b) 27m/s N60oO c) 100km N15oE d) 155 km/h S 80oE

a) 400m/s2 S45oE

Échelle: 1cm = 100m/s2

45o

4cm

question d fi
Question défi

Tu pars pour un voyage dont la destination est Grand Sault. Pour que tu puisse te rendre là tu devras suivre le trajet suivant:

150 km O (jusqu’à Fredericton)

300 km N20oO (jusqu’à Grand Sault)

a) Trace les vecteurs résultants de ce voyage.

b) Donne la distance totale parcourue ainsi que le déplacement résultant.

addition de vecteurs
Addition de vecteurs
  • Il faut tracé un axe x et un axe y.
  • Choisi une échelle de grandeur (1cm = 10km).
  • Trace le premier vecteur utilisant la même méthode que la section précédente.
  • Trace un autre axe x et y au bout du vecteur que tu viens de tracer.
  • Trace le deuxième vecteur en partant du nouvel axe que tu viens de tracer.
slide51
Un “Frizbee” a une vitesse de 10 m/s (N.): il subit une variation de vitesse de 10 m/s (O.). Trouve la vitesse résultante du “Frizbee”.

Échelle: 1cm = 2m/s

La résultante est

7 cm

45º

14 m/s

(N. 45o O.)

slide52

Ex: Paul voyage 30km N45oE puis 60km S50oE et enfin 27km S 30oO.

Échelle: 1cm = 10km

50o

45o

51o

La résultante!!!!

30o

La résultante mesure 8.9cm (S51ºE)

la r sultante te donne le d placement totale ffectu
La résultante te donne le déplacement totale éffectué!!!
  • Prend la mesure de la résultante et multiplie la par l’échelle que tu as utilisé.
      • 8.9cm x 10 = 89km
      • Donc Paul a voyagé 89 km S51ºE
slide54

Pratiquons-nous:

Supposons qu'un chasseur quitte son camp et effectue deux déplacements consécutifs dans deux directions différentes. Premièrement, il se déplace de 3 km [N25ºO], puis il marche 4 km [E]. Le chasseur aura parcouru une distance de 7 km depuis son camp. Cependant, il ne sera pas à 7 km du camp. Comment peut-on trouver le déplacement résultant du chasseur ? 

slide55

Ok il c’est déplacé de 3 km [N25ºO], puis il a

marché 4 km [E]. La résultante nous donnera

le déplacement du chasseur.

Échelle: 1cm = 1km

25º

3.9cm

44º

La résultante est de 3.9km N44ºE

slide56

Un avion va a une vitesse de 100 m/s (S. 25º O.) par rapport a l’air et le vent le soumet a une accélération augmentant sa vitesse a 240 m/s N.70º O.). Quelle est la vitesse résultante de l’avion par rapport au sol?

Échelle: 1cm = 20 m/s

La résultante

(S. 88º O.)

= 270 m/s

13,5cm

25º

70º

slide57

Une voiture roule a une vitesse de10 m/s (O.) puis ralentit a 4,0 m/s dans la direction (N. 60º O.) et finalement accélère a 6,0 m/s (N. 30º E.). Trouve le vecteur vitesse résultant.

Échelle: 1cm = 2 m/s

La résultante

= 13 m/s

(N. 55º O.)

6,5cm

30º

55º

60º

d finitions1
Définitions
  • MUA – C’est un mouvement dont l'accélération (a) est constante. Ce qui veux-dire que le changement de vitesse ce fait au même taux pour une période de temps donnée.
  • Accélération instantanée – accélération d’un objet à un moment précis et un endroit précis.
  • Accélération moyenne – la moyenne des accélération instantanée.
  • Accélération constante – accélération qui ne subit aucune variation.
le vecteur acc l ration et la pente
Le Vecteur accélération et la pente
  • Lorsque l’on trouve la pente d’une droite d’un graphique vitesse vs temps l’on trouve la valeur du vecteur accélération.
slide62

Trouve l’accélération représenter dans ce graphique.

Voici tes deux points:

(0, 80) et (10, 0)

(x2, y2)

(x1, y1)

Le vecteur accélération a une valeur de -8 m/s² qui veut donc dire une décélération.

graphique de la vitesse qui varie en fonction du temps
Graphique de la vitesse qui varie en fonction du temps

Trouve l’accélération subit entre A et B, C et D, entre D et E et entre G et H.

slide64

Accélération entre C et D:

Accélération entre A et B:

La vitesse augmente de 0.8 m/s à chaque seconde qui passe.

La vitesse augmente de 2 m/s à chaque seconde qui passe.

Accélération entre G et H:

Accélération entre D et E:

La vitesse diminue de 2 m/s à chaque seconde qui passe.

La vitesse ne change pas.

d finition
Définition
  • L'accélération (a) : est le taux de changement du vecteur vitesse d'un objet.
  • Accélération gravitationnelle: accélération appliquée à un objet dû à la force gravitationnelle de la terre (9,8 m/s2).
  • accélération = changement du vecteur vitesse temps écoulé
  • a = vf - vi

t

  • L'unité SI de l'accélération est le (m/s)/s ou m/s2.
slide66
Quel est l’accélération d’une auto de course si sa vitesse est augmenté uniformément de 40m/s à 66m/s sur une période de 11s.

vi = 40 m/s

vf = 66 m/s

t = 11 s

a = ?

Quelle formule vais-je utiliser?

vf = vi + at

a = vf – vi

t

a = 66 – 40

11

a = 2.36 m/s2

L’accélération de la voiture est de 2.36 m/s2.

slide67

Dans un tube sous vide, un électron est accéléré uniformément à partir du repos à une vitesse de 2.6x105m/s durant une période de temps de 6.5x10-7s. Calcule l’accélération de l’électron.

vi = 0 m/s

vf = 2.6x105 m/s

t = 6.5x10-7 s

a = ?

  • a)    v=d/t
  • b)    vf = vi + at
  • c)     d = vit + at2
  • 2
  • d)    d = (vi + vf)t
  • 2
slide68

Une voiture roule à 80km/h dans une zone de 50km/h. Si le conducteur voie un enfant qui traverse sans regarder, et qu’il prend 4s pour s’immobiliser, quel est la décélération que la voiture subit?

vi = 80 m/s

vf = 0 m/s

t = 5 s

a = ?

  • a)    v=d/t
  • b)    vf = vi + at
  • c)     d = vit + at2
  • 2
  • d)    d = (vi + vf)t
  • 2

vf = vi + at

a = vf – vi

t

a = 0 – 80

5

a = -16 m/s2

voici quelques formules utiliser pour r soudre les probl mes de physique
Voici quelques formules à utiliser pour résoudre les problèmes de physique

a)    v = d b)    vf = vi + at

t

c) vf2= vi2 + 2ad d)     d = vit + at2

2

e)    vmoy = (vi + vf) f) d = (vf + vi)t

2 2

le r arrangement de formules
Le réarrangement de formules
  • Étape 1 Si il y a des parenthèse faire la distribution. (IMPORTANT: si la variable recherchée est a l’avant de la parenthèse ne rien faire)
  • Étape 2 Lorsqu’il y a des fractions, s’en départir en multipliant chaque terme de chaque côté de ton équation par un dénominateur commun sans toucher au(x) dénominateur(s). Ne pas oublier de réduire.
  • Étape 3 Placer le ou les termes contenant la variable rechercher sur un côté du égale et envoyer les autres termes de l’autres côté soit en les additionnants ou en les soustrayants.
  • Étape 4 Diviser chaque côté de l’équation par les parties du terme autres que la variable rechercher.
r solution de probl mes de physique
Résolution de problèmes de physique
  • Voici ce que tu devras faire:
      • Lis le problème.
      • Resort les connues et l’inconnue.
      • Choisis la formule appropriée (page suivante).
      • Réarrange la formule pour la variable recherchée.
      • Remplace les variables et trouve la réponse.
      • Ecris ta réponse sous forme de phrase.
      • Ne pas oublier les unitées de ta réponse.
slide74

Une fusé lancée dans l’espace voyage pour 240 000km durant les 6 premières heures de sont lancement. Quel est la vitesse moyenne de la fusé en km/h.

Quelle formule vais-je utiliser?

d = 240 000km

t = 6h

vmoy= ?

  • a)    v=d/t
  • b)    vf = vi + at
  • c)     d = vit + at2
  • 2
  • d)    d = (vi + vf)t
  • 2

v = d/t

v = 240 000/6

v = 40 000 km/h

La vitesse moyenne de la fusée est de 40 000 km/h.

slide75

Une voiture de course voyageant vers l’est à une vitesse de 45m/s est ralentit au taux de –1.5m/s2 pour 9.8s. Quel est la vitesse finale de cette voiture.

  • a)    v=d/t
  • b)    vf = vi + at
  • c)     d = vit + at2
  • 2
  • d)    d = (vi + vf)t
  • 2

vi = 45 m/s

vf = ?

t = 9.8 s

a = -1.5 m/s2

vf = vi + at

vf = 45 + (-1.5)(9.8)

vf = 45 – 14.7

vf = 30.3 m/s

slide76

Un jet privé attérit sur une piste d’attérisage et ralentit uniformément –6.5m/s2 jusqu’au repos en 11s. a)      Calcule sa vitesse initiale.b)      Calcule la distance parcourus avant qu’il soit au repos.

  • a)    v=d/t
  • b)    vf = vi + at
  • c)     d = vit + at2
  • 2
  • d)    d = (vi + vf)t
  • 2

a) vi = vf - at

vi = 0 - (-6.5)(11)

vi = 0 + 71.5

vi = 71.5 m/s

b) d = (vi + vf) t

2

d = (71.5 + 0)(11)

2

d = 786.5

2

d = 393.25m

vi = ?

vf = 0 m/s

t = 11 s

a = -6.5m/s2

slide78
Sur terre, lors de la chute libre d’un corps, deux forces s’y exercent. La première est bien sur la gravitation due à l’attraction de tout corps massif comme la terre et la deuxième est la friction de l’air (négligeable). L’accélération du corps en chute libre est proportionnelle à la force (quelconque) qu’il subit et inversement proportionnelle à sa masse.
le savais tu
Le savais-tu?
  • L'accélération du corps est donc quasi-constante : environ 9.8 m/s2, donc la vitesse est en constante augmentation (de 9.8 m/s à chaque seconde) au début de la chute.
  • Au bout d’un moment, il y a équilibre entre la gravitation et la résistance de l’air et l’objet n’accélère plus. Il a atteint sa vitesse maximale (sur terre). Cette vitesse peut atteindre 300 km/h pour un parachutiste en descente verticale.
quelques probl mes de chute libre
Quelques problèmes de chute libre!
  • Une joueuse de tennis lance une balle verticalement dans les airs à 15m/s. Quelle est la vitesse de la balle après 2,0s.

vi = 15 m/s

vf = ? m/s

t = 2,0 s

a = -9,8m/s2

vf = vi + at

vf = 15 + (-9,8)(2,0)

vf = 15 – 19,6

vf = -4,6 m/s

La vitesse de la balle après 2,0s est de 4,6 m/s vers le bas!

quelques probl mes de chute libre1
Quelques problèmes de chute libre!
  • On lance une pièce de monnaie en l’air à une vitesse de 5,0 m/s. Quelle hauteur maximale la pièce atteint-elle?

vi = 5,0 m/s

vf = 0 m/s

d = ?m

a = -9,8m/s2

d = (vi + vf)t

2

d = (5,0 + 0)0,5102

2

d = 1,2755 m

t = (vf - vi)

a

t = (0 – 5,0)

-9.8

t = 0,5102s

Nous avons besoin du temps pour trouver la distance!

La hauteur maximum que la pièce de monnaie atteint est de 1,3 m

ton tour
À ton tour!
  • Une flèche est projetée droit dans les airs à 50m/s. Calcule sa vitesse après a) 3s et b) 8s.
  • Un singe est perché dans un arbre lance une banane directement sur le sol à 2,0m/s. Quelle est la vitesse de la banane après 1,5s?