Exercice sur la relativité du mouvement (seconde)

[Lolominie]

Bonjour à toutes et à tous !

Je suis en seconde et j'ai un DM de physique-chimie sur la relativité du mouvement à rendre dans quelques temps.On a eu qu'un seul cours sur ce sujet sans même faire d'exercices d'application et j'ai maximum 15 jours pour le rendre donc j'ai besoin de votre aide..


Voici l'énoncé et, ci-joint, un document annexe :

Un cycliste en mouvement sur une route horizontale lâche une boule de masse m=850g. On filme la scène à l'aide d'une caméra vidéo puis on l'ananlyse à l'aide d'un ordinateur. On obtient le document de l'annexe 2 qui est à l'échelle 1/10. Les positions successives de la boule sont repérées par la lettre B et celles du centre de la roue arrière du vélo par la lettre C.

QUESTIONS : Étude du mouvement du centre C de la roue arrière du vélo et du centre d'inertie B de la boule.

1) Donner la définition d'un référentiel. Donner deux exemples de référentiels.

2) Dans quel référentiel étudie-t-on le mouvement du cycliste ?

3) La durée entre deux positions successives d'un point est τ=60ms. Convertir cette valeur en seconde en utilisant les puissances de 10 et la notation scientifique.

4) Quelle est la nature de la trajectoire du centre C de la roue arrière du vélo dans le référentiel choisi ? Justifier la réponse.

5) Donner la nature du mouvement du centre C de la roue arrière du vélo dans ce référentiel. Justifier la réponse. Quelle est la nature du mouvement du cycliste dans ce référentiel.

6) Calculer la vitesse v4 du centre C de la roue arrière du vélo au point C4 dans le référentiel choisi.

7) Dans quel référentiel étudie-t-on le mouvement du centre d'inertie B de la boule ?

8) Quelle est la nature de la trajectoire du centre B de la boule dans le référentiel choisi ?

9) Donner la nature du mouvement du centre B de la boule dans ce référentiel. Justifier la réponse.

10) Calculer la vitesse V4 du centre B de la boule au point B4 dans le référentiel choisi.



Voilà, j'aimerais surtout avoir de l'aide pour les questions 4 à 10 incluses.
Merci d'avance !
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[Duke Alchemist]

Bonjour.

Qu'est-ce qui t'embête ? Ne sais-tu pas ce qu'est une trajectoire ? Comment on décrit le mouvement d'un point ?

Je rajouterais même une question
Quel est le mouvement de B par rapport au cycliste ?

Duke.

[Lolominie]

Duke , je sais que la trajectoire d'un point c'est l'ensemble des positions successives occupées par ce point au cours du mouvement.
Pour décrire le mouvement il me semble qu'il faut voir comment est la trajectoire : si c'est une droite, le mouvement est rectiligne, si c'est un cercle le mouvement est circulaire, si c'est une parabole le mouvement est parabolique et si c'est une courbe alors le mouvement est curviligne.


Hum je ne sais pas , face à cet exercice je n'arrive pas à me servir de mes connaissances..
J'ai vraiment besoin d'aide..

[Duke Alchemist]

Re-

... si c'est une droite, le mouvement est rectiligne, si c'est un cercle le mouvement est circulaire, si c'est une parabole le mouvement est parabolique et si c'est une courbe alors le mouvement est curviligne.

Quand tu regardes l'ensemble des positions occupées par le point C, à quoi cela ressemble-t-il le plus suite aux propositions en gras ci-dessus ?
Pour la question suivante, que remarques-tu quant aux positions successives occupées par ce point C ? Quelle est la nature du mouvement ?

Cordialement,
Duke.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lolominie]

Pour le point C , la trajectoire est une droite donc le mouvement est rectiligne, non ?

[Dynamix]

Rectiligne
Du latin rectus (« droit »), et de linea, n. féminin signifiant ligne.

Un petit tour dans le dico , ça aide bien .

[Lolominie]

Oui, effectivement

[Lolominie]

Cependant je n'ai toujours pas résolu la suite de l'exercice..

[Duke Alchemist]

Re-

4) La trajectoire est une droite car ...
5) Le mouvement est rectiligne : oui mais c'est incomplet.
=> Quand on décrit un mouvement, il faut souvent deux adjectifs : un lié à la trajectoire (c'est fait) et un lié à la vitesse.
Quel est le mouvement du cycliste par rapport à la roue et donc par rapport au référentiel choisi ? (Réfléchis bien avant de dire n'importe quoi !)

6) Quelle méthode as-tu vu pour calculer la vitesse en un point à partir d'une chronophotographie ?

Pour la suite propose quelques petites choses. Ce n'est pas infaisable

Duke.

[Lolominie]

4) car comme les positions successives sont alignées, cela forme une droite parallèle à l'axe horizontal ?

5) L'adjectif lié à la vitesse je ne le trouve pas, il est pas écrit dans mon cours
Le mouvement du cycliste est aussi rectiligne je pense

6) Je ne connais que la formule pour la vitesse moyenne et on ne m'a pas appris à l'appliquer..


Quand je vois la difficulté que j'ai à répondre aux premières questions, j'ai bien du mal à vous proposer ce que j'ai cherché pour la suite (honte..).

[Duke Alchemist]

Bonjour Lolominie.

4) Les positions occupées par le point C décrivent une droite (horizontale si tu veux)

5) ... N'as-tu pas vu les adjectifs accéléré, décéléré et uniforme ?... Surprenant...
Le cycliste aura en effet le même mouvement que le centre de la roue par rapport au référentiel choisi (au fait, tu mis quoi ?) car le cycliste est .?. par rapport au centre de la roue.

6) La vitesse est définie par la distance parcourue par la durée pour parcourir cette même distance (formule vue en collège et revue en seconde).
Pour la vitesse en un point d'une chronophotographie (ici le point C4) , on utilise le même procédé en l'appliquant entre le point qui précède et celui qui suit C4. Traduis cela mathématiquement et mets en place le calcul correspondant.

Une fois que tu auras compris cela, il te restera à faire à peu près la même chose pour le point B.

Cordialement,
Duke.

[Lolominie]

Bonjour Duke

5) Si finalement je viens de le voir...
" si la vitesse augmente, le mouvement est accéléré ; si la vitesse diminue, le mouvement est ralenti ; si la vitesse est constante, le mouvement est uniforme."
Puisque la trajectoire est une droite et que la vitesse est constante (égale distance entre chaque position) le mouvement du centre C de la roue arrière du vélo est rectiligne et uniforme.
Le cycliste a le même mouvement que le centre de la roue par rapport au référentiel choisi (la caméra ?) car le cycliste est "en mouvement/parallèle ?" par rapport au centre de la roue.

6) τ= 60ms = 6x10-²s ; distance mesurée à la règle entre chaque positions : 2,5 cm donc 25 m en taille réelle je crois (échelle 1/10)
V4 = C5-C3 / 5τ-3τ = (5x25)-(3x25) / (5 x 6x10-²s) - (3 x 6x10-²s) = 50 / 0,12 = 4,17x10-² m.s-¹
C'est cela ?


D'accord merci, mais pour la question 7), le référentiel est toujours la caméra ? Et pour la question 8) j'hésite entre une courbe, un bout de parabole et un cercle..

[Dynamix]

si la vitesse diminue, le mouvement est ralenti

En mécanique c' est toujours une mouvement accéléré .
C' est juste une question de signe .

car le cycliste est "en mouvement/parallèle ?" par rapport au centre de la roue.

C' est du charabia .
Définit avec les bons termes (ceux qui t' on été expliqués dans les pots précédents) le mouvement du cycliste dans le référentiel vélo .

[Dynamix]

6) τ= 60ms = 6x10-²s ; distance mesurée à la règle entre chaque positions : 2,5 cm donc 25 m en taille réelle je crois (échelle 1/10)
V4 = C5-C3 / 5τ-3τ = (5x25)-(3x25) / (5 x 6x10-²s) - (3 x 6x10-²s) = 50 / 0,12 = 4,17x10-² m.s-¹

Tu n' es pas sérieux !
En seconde on doit savoir faire un calcul d' echelle .
_2,5 cm echelle 1/10 c' est niveau certif .
_50 / 0,12 ça fait 417 m/s (supersonique)
_4,17e-2 m/s , ça ne te choque pas ?
En km/h ça donne 0,15 . C' est un cycliste , pas un escargot .

[Lolominie]

J'ai juste réécrit ce qu'il y avait dans mon cours, mais c'est bon à savoir.
Pour le cycliste je ne sais pas trop.

Tu n' es pas sérieux !
En seconde on doit savoir faire un calcul d' echelle .
_2,5 cm echelle 1/10 c' est niveau certif .
_50 / 0,12 ça fait 417 m/s (supersonique)
_4,17e-2 m/s , ça ne te choque pas ?
En km/h ça donne 0,15 . C' est un cycliste , pas un escargot .

Peut-être mais moi non.. c'est pour cela que j'ai besoin d'aide.
Maintenant que je me relis je me rend compte que oui j'ai écris n'importe quoi, mais je ne sais que faire comme calcul.

[Dynamix]

Peut-être mais moi non.. c'est pour cela que j'ai besoin d'aide.

On ne peut pas te faire des cours de rattrapage personnalisés .
N' oubli pas que google est ton ami .
exemple :
échelle de réduction maths

[Lolominie]

Oui c'est pas faux.

Du coup pour le calcul de la vitesse j'dois prendre quelles données ?

[Dynamix]

Définition d' une vitesse :
Distance parcourue divisée par le temps mis à la parcourir .
Il y a un petit piège dans l' énoncé : on te précise la vitesse "au point C4"
La vitesse étant , comme tu l' as trouve , uniforme tu peux la calculer en n' importe quel point .
Donc il faut
_Que tu détermines une distance réelle entre deux points . (0,025 m à l' échelle 1/10 =*)
_Que tu divises par l' intervalle de temps entre ces deux points .
_Vérifier en km/h que le résultat n' est pas trop débile .

[Lolominie]

Alors pour la distance réelle entre deux points : 0,025 x 10 = 0,25m
Du coup le calcul c'est : 0,25/6x10-² = 4,17 m.s-1
Et en km/h ça fait : 4,17 x 3,6 = 15,012 km/h , c'est un peu plus correct je crois, non ?

[Lolominie]

5)Le cycliste aura en effet le même mouvement que le centre de la roue par rapport au référentiel choisi (au fait, tu mis quoi ?) car le cycliste est .?. par rapport au centre de la roue.

Hum, c'est quoi la réponse alors (à la place du ".?.") ?

[Dynamix]

Définition de la vitesse du cycliste par rapport à la roue ?
Il faut une distance pour définir cette vitesse , quelle distance ?

[Mecanik77]

La vitesse du cycliste par rapport à la roue????

Le gars il est en rotation autour de la roue.

Attention au référentiel Dynamix.

[Dynamix]

Par rapport à l' axe de la roue , bien entendu .