Module 3

1. Module 3 Science physiques Le mouvement

2. Le langage du mouvement: Les unités de mesures de chacun proviennent du Système International

3. 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.

4. 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)

5. 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)

6. 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)

7. Déplacement: la mesure du changement qu’a subit la position d’un objet. C’est un vecteur. • Symbole: Δd • Calcul: Δd = df - dI

8. Vitesse

9. 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)

11. 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).

12. 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

13. B: Comment convertir les différents unités de mesure:

14. 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

15. 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.

16. 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

17. 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

18. Le mouvement rectiligne uniforme

19. 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.

20. Exercice de vitesse

21. Quelques définitions oubliés! • Cinématique: Étude du mouvement • Mobile: Objet en mouvement • Physique: Étude de la matière et de l’énergie OUPS!

22. De retour avec Le mouvement rectiligne uniforme

23. 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.

24. Suite… • Place tes valeurs dans le graphique. • Relie les points. • N’oublie pas de donner un titre a ton diagramme.

25. La Distance en fonction du temps 330 275 220 165 110 55 0       0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

26. La Distance en fonction du temps 480 360 240 120 0         0 2 4 6 8 10 12 14 16

27. La position, le temps et le vecteur vitesse

28. 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;

29. 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) 

30. 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

31. 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.

32. 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)]

33. 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 ).

34. 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.)

35. 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. )

36. LES VECTEURS

37. 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

38. 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:).

39. 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.

40. 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.

41. Ex: trace un vecteur de vitesse de 80km/h nord. Échelle: 1 cm = 10km/h 8 cm

42. 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

43. Ex: trace un vecteurvitesse de 440m/s S70oO. Échelle: 1cm = 44m/s 70° 10cm

44. 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).

45. Un problème qui survient souvent est la mesure de l’angle d’un vecteur qui est court?

46. 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

47. Ex: trace un vecteur accélération de 1500m/s²N15oO. Échelle: 1cm = 150m/s² 10cm 15°

48. 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

49. 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.

50. 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.