Mécanique : comment décrire le mouvement ?

Mécanique : comment décrire le mouvement ?

1. Le système

Pour décrire un mouvement, il est nécessaire de définir précisément le corps (l'objet) dont on va étudier le mouvement : ce corps s'appelle le système en mécanique.

Il peut s'agir par exemple :

• d'un objet.
• d'une personne
• d'un astre (étoile)

Exemple :

Si on veut décrire le mouvement d'une voiture, on peut choisir d'étudier le mouvement d'une roue et dans ce cas, le système sera {la roue}, mais on peut aussi choisir le système {voiture}, si on veut étudier le mouvement de la carrosserie de la voiture.

1.  Le référentiel

[pic 1]

Le passager B assis dans le bus est le système étudié.

Il est possible d'apporter plusieurs réponses à la question, aussi valables les unes que les autres :

• Si l'observateur est le passager A : Le passager B est immobile (au repos) par rapport au bus qui est le référentiel.
• Si l'observateur est le piéton C sur le trottoir : Le passager B est en mouvement par rapport au sol qui est le référentiel

Pour définir le mouvement d’un mobile (véhicule, objet, projectile …) il est indispensable de définir préalablement un référentiel. C’est le point de vue à partir duquel on observe le système.

Tout objet (solide, partie d’un solide, un point) peut être un référentiel.

Cependant, il existe 3 référentiels de base :

 - Le référentiel terrestre : On observe le mouvement depuis la surface de la Terre

(par exemple on peut décrire le mouvement d'un coureur, d'un ballon, d'un objet en chute libre)

- Le référentiel géocentrique : On observe le mouvement depuis le centre de la Terre. Il est adapté à l'étude de mouvement de grande ampleur dans le voisinage de la Terre comme celui de la Lune ou des satellites artificiels.

(ou référentiel de Copernic) 

- Le référentiel héliocentrique : On observe le mouvement depuis le centre du Soleil.  Il est adapté à l'étude des astres du système solaire en mouvement autour du Soleil tel que les planètes, les comètes, les astéroïdes.

 (ou référentiel de Kepler)

Voici une animation qui vous présente les trois référentiels :
http://www.jf-noblet.fr/mouve2/ref.htm# (cliquer sur chaque référentiel pour voir l'animation)

A ce référentiel sont attachés 2 repères :

• Un repère d'ESPACE, choisi de tel sorte que la description du mouvement soit la plus simple possible.
• Un repère de TEMPS : l'origine des dates est souvent choisie afin de coïncider avec le début du mouvement.

1.  La trajectoire

Dans un référentiel donné la trajectoire d'un point correspond à l'ensemble des positions successives occupées au cours du temps par ce point lors de son mouvement.

1. Nature du mouvement d’un mobile

Définir le mouvement d’un système, c’est décrire sa trajectoire et la manière dont évolue sa vitesse sur cette trajectoire.

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