Mécanique newtonienne
Position, vitesse et accélération
La position indique où se trouve un objet ; la vitesse décrit la rapidité et le sens de son déplacement ; l’accélération décrit la variation de la vitesse.
Suivons un objet sur une droite : la position répond à « où ? », tandis que vitesse et accélération décrivent l’évolution du mouvement.
Définition: Grandeurs et modèle
Choisissez une origine et un sens positif avant de noter la position x. Le signe de la vitesse indique le sens ; sa valeur absolue est la rapidité. Une accélération dans le sens de la vitesse peut augmenter la rapidité, une accélération opposée peut la réduire.
Lire le modèle
La position indique où se trouve un objet ; la vitesse décrit la rapidité et le sens de son déplacement ; l’accélération décrit la variation de la vitesse.
Exemple: Exemple résolu
Un chariot passe de x₁ = 2 m à x₂ = 14 m en 4 s. Sa vitesse moyenne vaut (14 − 2)/4 = 3 m/s dans le sens positif.
Solution
Un chariot passe de x₁ = 2 m à x₂ = 14 m en 4 s. Sa vitesse moyenne vaut (14 − 2)/4 = 3 m/s dans le sens positif.
Sur une droite, choisissez un sens positif et une origine pour donner un sens aux signes. Si un vélo est à 0 m à t = 0 s puis à 24 m après 6 s, sa vitesse moyenne est 4 m/s ; dans le sens opposé au sens choisi, la vitesse est négative. L’accélération moyenne est la variation de vitesse divisée par la durée : passer de 2 à 8 m/s en 3 s donne 2 m/s².
Exemple: De la vitesse à l’accélération
Une voiture passe de 3 à 9 m/s en 3 s. Calculez son accélération moyenne.
Solution
a=(9−3)/3=2 m/s².
Dans un tableau, distinguez la position à un instant de la distance parcourue. La vitesse est orientée, tandis que la célérité en est la valeur ; l’accélération décrit une variation de vitesse, non le fait d’aller vite. Lorsqu’un objet ralentit, son accélération est opposée à sa vitesse.
Vérification rapide
Quelle grandeur ou affirmation est correcte pour ce mouvement ?
Quelle proposition décrit correctement le mouvement étudié ?
Références
- Young, Freedman (2019). University Physics
- Halliday, Resnick, Walker (2014). Fundamentals of Physics