CINÉMATIQUE ET QUANTITÉ DE MOUVEMENT
(PHY-5042)




Objectifs


Chapitre 1 : Analyser la notion de trajectoire ainsi que la perception du mouvement.
Chapitre 2 : Analyser une trajectoire au regard du déplacement, de la distance parcourue et des positions successives

d'un mobile.

Chapitre 3 : Analyser un mouvement rectiligne uniforme.
Chapitre 4 : Analyser un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
Chapitre 5 : Analyser le mouvement d'un projectile dans un plan.
Chapitre 6 : Appliquer le principe de la conservation de la quantité de mouvement.








Chapitre 1 :Analyser la notion de trajectoire ainsi que la perception du mouvement.

• Donner des exemples de mouvements à différentes échelles.
  • Vibration des molécules, mouvement des bactéries, moyens de transport, orbites planétaires, etc.
  
  
  
• Situer, dans une perspective historique, l'étendue des domaines couverts par la mécanique.
  • Mouvements terrestres et mouvements célestes
  
  
  
• Associer des découvertes sur le mouvement des corps célestes à l'évolution de la perception de l'Univers par l'être humain
  
  
• Définir la notion de trajectoire.
  
  
• Classer divers types de mouvement en fonction de leur trajectoire.
  • Mouvements rectiligne, curviligne, circulaire, elliptique ou quelconque
  
  
  
• Illustrer, à l'aide d'exemples, que la perception d'un mouvement ou de l'immobilité dépend du point de vue de l'observateur.
  • Observateur dans un train, ballon de basketball, orbites des planètes, etc.
  
  
  
• Décrire, à l'aide d'exemples, la perception par les sens de divers mouvements.
  • Perception par la vue, l'ouïe (1'effet Doppler), l'odorat, le toucher
  
  
  
• Résoudre des problèmes portant sur la notion de trajectoire et sur la perception du mouvement.
  
  
  

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Chapitre 2 :Analyser une trajectoire au regard du déplacement, de la distance parcourue

et des positions successives d'un mobile.

• Distinguer le déplacement de la distance parcourue.
  
  
• Déterminer le déplacement et la distance parcourue par un mobile.
  • Plan à l'échelle, données numériques
  
  
  
• Décrire la grandeur et l'orientation d'un déplacement.
  • Points cardinaux, coordonnées cartésiennes, coordonnées polaires
  
  
  
• Représenter un vecteur.
  • Grandeur, orientation (direction et sens), symbole, représentation graphique
  
  
  
• Distinguer une quantité vectorielle d'une quantité scalaire.
  
  
• Additionner des vecteurs.
  • Méthodes des polygones et des composantes
  
  
  
• Expliquer pourquoi la description d'une position exige un repère.
  • Relativité de la position
  
  
  
• Décrire, dans un repère cartésien, les positions successives d'un mobile.
  • Mouvement rectiligne et mouvement dans un plan
  
  
  
• Résoudre des problèmes portant sur la position, le déplacement et la distance parcourue.
  • Résolutions graphique et algébrique, addition vectorielle, etc.
  
  
  

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Chapitre 3 :Analyser un mouvement rectiligne uniforme.

• Décrire une trajectoire rectiligne à partir du graphique "Position-temps" correspondant.
  • Construction et interprétation du graphique
  
  
  
• Établir des liens entre la définition et les unités de mesure de la vitesse.
  • v = Ds/Dt
    Unités: m/s, km/s, km/h
  
  
  
• Décrire un mouvement rectiligne uniforme.
  • Ligne droite, vitesse constante
  
  
  
• Décrire l'allure des courbes "position-temps" et "vitesse-temps" d'un mouvement rectiligne uniforme.
  • Signification de la pente
  
  
  
• Établir, à partir des graphiques, les équations d'un mouvement rectiligne uniforme.
  • Pente, surface sous la courbe; Ds = vDt
    v = constante
  
  
  
• Utiliser une convention de signes pour décrire un mouvement rectiligne uniforme.
  • Position, déplacement, vitesse
  
  
  
• Décrire différentes méthodes pour mesurer la vitesse d'un mobile.
  • Chronomètre et règle, stroboscope, effet Doppler, etc.
  
  
  
• Établir expérimentalement les équations du mouvement d'un objet décrivant un mouvement rectiligne uniforme.
  
  
• Décrire différentes méthodes utilisées au cours de l'histoire pour mesurer la vitesse de la lumière.
  • Tentative de Galilée, méthode astronomique, etc.
  
  
  
• Illustrer, à l'aide d'exemples, des changements sociaux et des conséquences environnementales résultant du développement des moyens de transport rapide.
  • Urbanisation, accessibilité aux biens et services, pollution, espace utilisé, développement militaire, etc.
  
  
  
• Résoudre des problèmes portant sur le mouvement rectiligne uniforme.
  • Résolutions algébrique et graphique, convention de signes, vecteurs, etc.
  
  
  
  

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Chapitre 4 :Analyser un mouvement rectiligne uniformément accéléré.

• Distinguer la vitesse moyenne de la vitesse instantanée.
  
  
• Établir des liens entre la définition et les unités de mesure de l'accélération.
  • a = Dv/Dt
    Unités: m/s², km/h/s
  
  
  
• Décrire un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Ligne droite, vitesse qui varie régulièrement
  
  
  
• Décrire l'allure des courbes "position-temps", "vitesse-temps" et "accélération-temps" d'un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Variation non-linéaire de la position, variation linéaire de la vitesse, accélération constante
  
  
  
• Établir, à partir de graphiques, les équations d'un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Pente, surface sous la courbe;
    a = constante
    Dv =aDt
    Ds = v_iDt + ½aDt²
  
  
  
• Utiliser une convention de signes pour décrire un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Position, déplacement, vitesse, accélération
  
  
  
• Établir expérimentalement les équations du mouvement d'un objet décrivant un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  
  
• Comparer les trajectoires, les graphiques et les équations d'un mouvement rectiligne uniforme avec ceux d'un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Tableau de synthèse
  
  
  
• Analyser le mouvement d'un corps en chute libre.
  • Accélération gravitationnelle, zéro de référence, etc.
  
  
  
• Décrire l'influence de la résistance de l'air sur le mouvement d'un corps.
  • Parachute, avion, automobile, etc.
  
  
  
• Résoudre des problèmes portant sur le mouvement rectiligne uniformément accéléré.
  • Résolutions algébrique et graphique, vecteurs, convention de signes, chute libre, etc
  
  
  
  

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Chapitre 5 :Analyser le mouvement d'un projectile dans un plan.

• Distinguer la trajectoire d'un mouvement rectiligne de celle du mouvement d'un projectile.
  • Ligne droite (une dimension), parabole (deux dimensions)
  
  
  
• Décomposer le mouvement d'un projectile dans un plan en deux mouvements rectilignes perpendiculaires.
  • Composante horizontale uniforme, composante verticale uniformément accélérée
  
  
  
• Déterminer les caractéristiques du mouvement d'un projectile.
  • Vitesse initiale, portée, hauteur maximale
  
  
  
• Écrire les équations du mouvement d'un projectile.
  • Ds_x = v_xDt et v_x = constante
    Ds_y = v_yiDt + ½aDt² et
    v_y = v_yi + a_yDt
    g = 9,8 m/s²
  
  
  
• Décrire, à l'aide d'exemples, des applications du mouvement des projectiles.
  • Tir d'un obus, tir à l'arc, balle de baseball, largage de marchandise, etc.
  
  
  
• Associer des découvertes en cinématique à des progrès faits en physique.
  • Travaux d'Aristote, de Copernic, de Galilée, de Newton, etc.
  
  
  
• Résoudre des problèmes relatifs aux projectiles.
  • Résolutions graphique et algébrique, valeurs instantanées, etc.
  
  
  
  

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Chapitre 6 :Appliquer le principe de la conservation de la quantité de mouvement

• Établir des liens entre la définition et les unités de mesure de la quantité de mouvement.
  • p = mv
    Unités: kg.m/s
  
  
  
• Énoncer le principe de la conservation de la quantité de mouvement.
  • P_totale = constante; notion de système
  
  
  
• Induire, à partir de données expérimentales, la loi de la conservation de la quantité de mouvement.
  • Collision parfaitement élastique dans un système à deux dimensions
  
  
  
• Illustrer, à l'aide d'exemples, des applications du principe de conservation de la quantité de mouvement.
  • Collisions, propulsion des fusées, explosions, etc.
  
  
  
• Résoudre des problèmes portant sur la conservation de la quantité de mouvement dans un système à une ou à deux dimensions.
  • Collisions parfaitement élastique ou parfaitement in élastique, applications, etc.
  
  
  
  

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• Exercices de révisions
• FGA Montérégie
• FGA Montérégie
• Isabelle Lapierrre, Commission scolaire des Laurentides(Modifié, octobre 2008 : Sylvain Lavallée Chemin-du-Roy)
• Forme A (Format pdf)
• Corrigé A (Format pdf)
• Isabelle Lapierrre, Commission scolaire des Laurentides(Modifié, novembre 2008 : Sylvain Lavallée Chemin-du-Roy)
• Forme B (Format pdf)
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