Travaux pratiques ph 01
Qu'est ce que le vecteur vitesse instantanée ?
I- Notion de vitesse instantanée
Au cours d’une séance d’essais avant une course de Formule 1, des ingénieurs mesurent la position de leur voiture à différents instants. Pour cela, ils équipent le bolide d’un appareil de positionnement GPS qui permet de connaître à des instants précis les coordonnées de la voiture. Ils obtiennent les documents suivants :
– Le document « Doc.1 » représente les positions d'un point M du véhicule, toutes les 0,1s. L'origine des dates est prise au passage par le point numéro 1, d'oùt1 = 0 s.
– Le document « Doc.2 » indique l'enregistrement du compteur de vitesse de la voiture.
– Les documents « Doc.3a », « Doc.3b » et « Doc.3c » représentent un extrait de la trajectoire à l'échelle 1/300e. Ils serviront pour les calculs de vitesse.
On note A, B et C, les positions de M aux instants t6, t16 et t26 .
✗ Dans quel référentiel se place-t-on pour étudier ce mouvement ?
A l’aide des documents « Doc.2 », « Doc.3a », « Doc.3b » et « Doc.3c », remplir le tableau ci-dessous.
Vmoy entre ti-5 et ti+5
Vmoy entre ti-4 et ti+4
Vmoy entre ti-3 et ti+3
Vmoy entre ti-2 et ti+2
Vmoy entre ti-1 et ti+1
t (s)
Indication du compteur Autour du
point A (i = 6)
l (m)
Vmoy (m.s-1) VA =
Autour du point B (i = 16)
l (m)
Vmoy (m.s-1) VB =
Autour du point C (i = 26)
l (m)
Vmoy (m.s-1) VC =
✗ Donner la définition de la vitesse instantanée.
✗ Indiquer l'appareil qui permet de déterminer une vitesse instantanée.
✗ En déduire une méthode de calcul approchée de la vitesse instantanée.
II- Construction du vecteur vitesse instantanée
✗ Rappeler les caractéristiques du vecteur vitesse instantanée en un point.
✗ Sur le document « Doc.1 », tracer les vecteurs vitesse instantanée aux points A, B et C. Indiquer l'échelle utilisée.
III- Intérêt du vecteur vitesse
1) On s'intéresse au mouvement étudié précédemment, que se passe-t-il si la voiture dérape au point A sur une plaque de verglas ? 2) A partir des "photos" instantanées du « Doc. ballon », indiquer les informations manquantes pour pouvoir déterminer la trajectoire future (proche) du ballon.
3) Applications à la mécanique des fluides.
Les documents ci-dessous représentent le résultat de simulations à l'ordinateur d'écoulement d'un fluide dans une conduite. Les flèches représentent les vecteurs vitesses instantanées des différentes portions du liquide.
Quelles informations peut-on tirer quant à l'écoulement des fluides dans ces deux conduites ?
ECOULEMENT D'UN FLUIDE ISSU DE LA SECTION S
Travaux pratiques ph 01 Documents
Doc.
ballon
Trajectoire de M
16
1
Doc. 1
Doc. 2
Travaux pratiques ph 01
Position des points 1 à 11 Echelle: 1/300e et
τ
= 0,1s1
A
Doc. 3a
Position des points 11 à 21 Echelle:1/300e et
τ
= 0,1s11
B
Doc. 3b
Position des points 11 à 21 Echelle : 1/300
e = 0,1 s Position des points 1 à 11
Echelle : 1/300
e = 0,1 s
Travaux pratiques ph 01
N° 1 2
Photo
Informations manquantes
N° 3 4
Photo
Informations manquantes
Position des points 21 à 31 Echelle:1/300 et
τ
= 0,1s21
C
Doc. 3c
Doc. ballon
Vitesse de la balle v = 5 m.s-1
Trajectoire de la balle