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DAEU B - Université Grenoble I - 2012 Mécanique - CW 1 Exercices de cinématique

DAEU B - Université Grenoble I - 2012 Mécanique - CW 1 Exercices de cinématique II - Corrigé Relativité galiléenne et études expérimentales Exercice 1 Un cycliste qui roule sur une route horizontale à vitesse constante. Il lance une balle lancée verticalement vers le sol et la fait rebondir. On filme le mouvement de la balle. a- Quel est le mouvement filmé par une caméra fixée sur le vélo ? Faire un dessin. La balle tombe avec un mouvement vertical rectiligne (elle reste à l'aplomb de la main) http://bdp.ge.ch/webphys/enseigner/situations/html/cinematique/chutedeballeavelo.html b- Quel est le mouvement filmé par un piéton immobile sur le bord du chemin ? Faire un dessin. La balle a un mouvement composé de la translation verticale de la balle par rapport au cycliste + de la translation horizontale du vélo Sur la deuxième ligne, on a matérialisé les points de repère en couleur : la balle est entourée en rouge, l'aplomb de la main est matérialisé par un trait vertical pointillé jaune, l'endroit du lâché de balle est matérialisé par un trait vertical vert. Le trait vert matérialise le référentiel terrestre dans lequel le mur est fixe. Le trait pointillé jaune matérialise le référentiel du vélo dans lequel la main du cycliste est un point fixe. Le système est la balle. DAEU B - Université Grenoble I - 2012 Mécanique - CW 2 Exercice 2 a- Un bateau à moteur traverse un lac en ligne droite et à vitesse constante (au compteur) par beau temps avec un cap constant au nord (la proue du bateau est orientée au nord) : quel est son mouvement vu de la berge ? Faire un dessin b- Ce même bateau traverse une rivière à fort courant en mettant le cap perpendiculairement à la berge opposée (cap constant, vitesse au compteur constant). Quel est le mouvement vu de la berge ? Faire un dessin. Dans ce cas, même en maintenant le cap au nord, le bateau entraîné par le courant est déporté vers l'est. http://www.uel-pcsm.education.fr/consultation/reference/physique/meca/index.htm Exercice 3 On considère la Terre et la Lune comme des points a- Que voit un observateur terrestre du mouvement de la Lune ? Faire un dessin. b- Que voit un observateur lunaire du mouvement de la Terre ? Faire un dessin. Référentiel géocentrique t1 t2 Référentiel "lunocentrique" t1 t2 DAEU B - Université Grenoble I - 2012 Mécanique - CW 3 L'observateur terrestre voit la Lune tourner autour de la Terre en mouvement circulaire uniforme en 24h environ. Ceci est dû à la rotation de la Terre autour de son axe. L'effet dû à la translation circulaire de la Lune autour de la Terre se superpose mais il est assez peu perceptible sur un jour (environ 1/28ème de tour en 1 jour). Par contre si l'on se place dans le référentiel géocentrique, la rotation de la Terre sur son axe n'intervient plus. Le mouvement de la Lune vu de ce référentiel est donc un mouvement de translation circulaire en environ 28 jours. Pour un observateur lunaire (référentiel lunaire) la Terre reste fixe dans le ciel. Elle a juste un mouvement de rotation autour de son axe. Par contre dans le référentiel "lunocentrique" la Terre a un mouvement de translation circulaire en environ 28 jours. On dessine le sens du mouvement en dessinant plusieurs instant successifs. Exercice 4 a- Dans quel référentiel observe t'on la chute d'une pomme ? Le référentiel terrestre b- Quel est le mouvement de la Terre dans le référentiel lunaire, terrestre, géocentrique, héliocentrique ? Dans le référentiel lunaire la Terre est en rotation autour de son axe. Elle n'a pas de translation. Dans le référentiel terrestre, la Terre est immobile. Dans le référentiel géocentrique, la Terre est en rotation autour de son axe. Dans le référentiel héliocentrique, la Terre a un mouvement de translation (à peu près) circulaire autour du soleil en un an et un mouvement de rotation autour de son axe en environ 24h. c- Quel est le mouvement de la lune dans le référentiel lunaire ? La Lune est immobile dans le référentiel lunaire. d- Quel est le mouvement de la Lune dans le référentiel héliocentrique ? La Lune a un mouvement assez complexe : en plus d'un rotation autour de son axe en environ 28 jours, elle a un mouvement de translation qui combine sa translation circulaire autour de la Terre en 28 jours environ avec le mouvement de translation circulaire de la Terre autour du soleil en un an. Ce mouvement complexe de translation s'apelle un épicycle (exemple en rouge). voir : http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02bis/divers/movelune.html et http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02bis/divers/ptolemee.html DAEU B - Université Grenoble I - 2012 Mécanique - CW 4 Exercice 5 Un enfant est sur un manège qui tourne avec une vitesse angulaire constante. Il se déplace à vitesse constante sur une ligne droite à partir du bord extérieur du manège vers le centre du manège. a- Quel est le mouvement d'un enfant sur un manège sur le film pris par son papa qui est assis sur l'éléphant juste à côté ? Faire un dessin. Le système est l'enfant. L'enfant est en mouvement rectiligne uniforme du bord du manège vers le centre. Le papa est dans le référentiel du manège, immobile par rapport au manège. b- Et s'il est filmé par sa maman assise hors du manège ? Faire un dessin. Le système est l'enfant. La maman est dans le référentiel terrestre et voit une superposition du mouvement de translation rectiligne de l'enfant sur le manège avec le mouvement de rotation du manège autour de son axe. Le mouvement est une spirale. Voir http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02bis/meca/manege.html 1 2 3 4 0 P référentiel du manège (du papa) 1 2 3 4 0 M référentiel terrestre (de la maman) uploads/Geographie/ exercices-ii-corrige-part-1.pdf