Mercredi 5 février 2014

Les colles de Physique de cette semaine seront consacrées à la cinématique du point et du solide.
Les questions de cours sont très courtes et doivent être traitées très rapidement, afin d’avoir du temps pour résoudre des exercices plus longs.
Attention à la rédaction au tableau : n’additionnez pas ou n’égalisez pas des vecteurs avec des scalaires (= des « nombres »), ou vous allez vous attirer les foudres divines. Attention également à ne pas écrire des expressions non homogènes, vous devez à ce stade de l’année être capable de repérer tous seuls quand une expression n’est pas homogène (surtout en cinématique où c’est extrêmement facile à détecter : les grandeurs manipulées sont en

    \[s\]

, 

    \[m\]

,

    \[m\cdot s^{-1}\]

,  

    \[m\cdot s^{-2}\]

,

    \[rad\]

,  

    \[rad\cdot s^{-1}\]

ou

    \[rad\cdot s^{-2}\]

).

QUESTIONS DE COURS DE CETTE SEMAINE
Q1. Définir sur un schéma les vecteurs de la base de projection cylindrique ainsi que les coordonnées cylindriques.
.
Q2. Donner l’expression du vecteur position et du vecteur déplacement élémentaire dans la base cylindrique.
.
Q3. Donner les dérivées des trois vecteurs de la base cylindrique par rapport au temps.
.
Q4. A partir de l’expression connue du vecteur position en coordonnées cylindriques, établir l’expression du vecteur vitesse.
.
Q5. Définir sur un schéma les vecteurs de la base de projection sphérique et les coordonnées sphériques.
.
Q6. Donner l’expression du vecteur position dans la base sphérique.
.
Q7. Etablir l’expression de la position, de la vitesse et de l’accélération pour un mouvement circulaire uniforme, dans la base qui vous semble la plus adaptée.

 

COMPÉTENCES ÉVALUABLES CETTE SEMAINE DANS LES EXERCICES

CINEMATIQUE DU POINT

Espace et temps classiques. Référentiel d’observation. Caractère relatif du mouvement. Description d’un mouvement. Vecteur position, vecteur vitesse, vecteur accélération.
Systèmes de coordonnées cartésiennes, cylindriques, sphériques.
– Savoir établir les expressions des composantes du vecteur position, du vecteur vitesse et du vecteur accélération dans le seul cas des coordonnées cartésiennes et cylindriques.
– Savoir expliquer à partir d’un schéma le déplacement élémentaire dans les différents systèmes de coordonnées, construire la base locale associée et en déduire les composantes du vecteur vitesse en coordonnées cartésiennes et cylindriques.
– Savoir choisir un système de coordonnées adapté au problème posé.
Concernant les exemples que nous avons étudiés en cours :
Exemple 1 : mouvement de vecteur accélération constant
– Obtenir la vitesse et la position en fonction du temps.
– Obtenir la trajectoire en coordonnées cartésiennes.
Exemple 2 : mouvement circulaire uniforme et non uniforme
– Savoir exprimer les composantes du vecteur position, du vecteur vitesse et du vecteur accélération en coordonnées polaires planes.
– Identifier les liens entre les composantes du vecteur accélération, la courbure de la trajectoire, la norme du vecteur vitesse et sa variation temporelle.
– Situer qualitativement la direction du vecteur accélération dans la concavité d’une trajectoire plane.

CINEMATIQUE DU SOLIDE

Définition d’un solide : différencier un solide d’un système déformable.
Translation : Reconnaître et décrire une translation rectiligne, une translation circulaire.
Attention à ne pas confondre translation circulaire et rotation autour d’un axe fixe !
Rotation autour d’un axe fixe : Décrire la trajectoire d’un point quelconque du solide et exprimer sa vitesse en fonction de sa distance à l’axe et de sa vitesse angulaire.

Bon travail à tous !