Mécanique.
poids (kg)
Charge électrique (C)
Trajectoire
Distance parcourue ou juste le chemin ( je) -
En mouvement- c'est un vecteurS
Définir et indiquer l'unité de mesure de la vitesse.
Vitesse- grandeur physique vectorielle caractérisant la vitesse de déplacement d'un point et la direction de ce mouvement. [V]=ms
Définir et indiquer l'unité de mesure de l'accélération.
Accélération- grandeur physique vectorielle caractérisant la vitesse de changement de l'amplitude et de la direction de la vitesse et égale à l'incrément du vecteur vitesse par unité de temps :
Définir et indiquer l'unité de mesure du rayon de courbure.
Rayon de courbure- une grandeur physique scalaire inverse à la courbure C en un point donné de la courbe et égale au rayon du cercle tangent à la trajectoire en ce point. Le centre d'un tel cercle est appelé centre de courbure d'un point donné de la courbe. Le rayon de courbure est déterminé : R = C -1 = , 
[R]=1 m/rad.
Définir et indiquer l'unité de mesure de courbure
Trajectoires.
Courbure du chemin– grandeur physique égale à 
, où est l'angle entre les tangentes tracées en 2 points de la trajectoire ; - la longueur de la trajectoire entre ces points. Comment< , тем кривизна меньше. В окружности 2 пи радиант = .
Définir et indiquer l'unité de mesure de la vitesse angulaire.
Vitesse angulaire- grandeur physique vectorielle caractérisant la vitesse de changement de position angulaire et égale à l'angle de rotation par unité. temps: 
. [w]= 1 rad/s=1s -1
Définir et indiquer l'unité de mesure de la période.
Période(T) est une grandeur physique scalaire égale au temps d'un tour complet d'un corps autour de son axe ou au temps d'un tour complet d'un point le long d'un cercle. où N est le nombre de tours en un temps égal à t. [T]=1c.
Définir et indiquer l'unité de fréquence.
Fréquence- grandeur physique scalaire égale au nombre de tours par unité de temps : . =1/s.
Définir et indiquer l'unité de mesure de l'impulsion corporelle (quantité de mouvement).
Impulsion– grandeur physique vectorielle égale au produit de la masse et du vecteur vitesse. . [p]=kg m/s.
Définir et indiquer l'unité de mesure de l'impulsion de force.
Force d'impulsion– grandeur physique vectorielle égale au produit de la force et du temps de son action. [N]=N·s. 
Définir et indiquer l'unité de mesure du travail.
Travail de force- une grandeur physique scalaire caractérisant l'action d'une force et égale au produit scalaire du vecteur force et du vecteur déplacement : où est la projection de la force sur la direction de déplacement, est l'angle entre les directions de force et de déplacement ( rapidité). [A]= =1N·m.
Définir et indiquer l'unité de mesure de la puissance.
Pouvoir- une grandeur physique scalaire caractérisant la vitesse de travail et égale au travail effectué par unité de temps : . [N]=1 W=1J/1s.
Définir les forces potentielles.
Potentiel ou forces conservatrices - forces dont le travail lors du déplacement d'un corps est indépendant de la trajectoire du corps et est déterminé uniquement par les positions initiales et finales du corps.
Définir les forces dissipatives (non potentielles).
Les forces non potentielles sont des forces qui, lorsqu'elles agissent sur un système mécanique, son énergie mécanique totale diminue, se transformant en d'autres formes d'énergie non mécaniques.
Définir l’effet de levier.
Épaule de force appelé distance entre l'axe et la droite le long de laquelle la force agit(distance X mesuré le long de l'axe O X perpendiculaire à l’axe et à la force donnés).
Définissez le moment de force autour d'un point.
Moment de force autour d'un certain point O- une grandeur physique vectorielle égale au produit vectoriel du rayon vecteur tiré d'un point O donné jusqu'au point d'application de la force et du vecteur force. M= r * F= . [M] SI = 1 N m = 1 kg m 2 / s 2
Définissez un corps absolument rigide.
Corps absolument solide- un corps dont les déformations peuvent être négligées.
Conservation de l'élan.
Loi de conservation de la quantité de mouvement :l'impulsion d'un système fermé de corps est une quantité constante. 
Mécanique.
1. Indiquez l'unité de mesure pour les concepts : force (1 N = 1 kg m/s 2)
poids (kg)
Charge électrique (C)
Définir les notions : mouvement, chemin, trajectoire.
Trajectoire- une ligne imaginaire le long de laquelle le corps se déplace
Distance parcourue ou juste le chemin ( je) -longueur du chemin le long duquel le corps s'est déplacé
En mouvement- c'est un vecteurS, dirigé du point de départ au point d'arrivée
Section 1 MÉCANIQUE
Chapitre 1 : CINÉMATIQUE DE BASE
Mouvement mécanique. Trajectoire. Chemin et mouvement. Ajout de vitesse
Mouvement mécanique du corps s'appelle le changement de sa position dans l'espace par rapport aux autres corps au fil du temps.
Etudes du mouvement mécanique des corps Mécanique. La section de la mécanique qui décrit les propriétés géométriques du mouvement sans prendre en compte les masses des corps et les forces agissantes s'appelle cinématique .
Le mouvement mécanique est relatif. Pour déterminer la position d'un corps dans l'espace, il faut connaître ses coordonnées. Pour déterminer les coordonnées d'un point matériel, vous devez d'abord sélectionner un corps de référence et lui associer un système de coordonnées.
Corps de référenceappelé corps par rapport auquel la position des autres corps est déterminée. L'organisme de référence est choisi arbitrairement. Cela peut être n'importe quoi : terrain, bâtiment, voiture, bateau, etc.
Le système de coordonnées, le corps de référence auquel il est associé et l'indication de la forme de référence temporelle cadre de réference , par rapport auquel le mouvement du corps est considéré (Fig. 1.1).
Un corps dont les dimensions, la forme et la structure peuvent être négligées lors de l'étude d'un mouvement mécanique donné est appelé point matériel . Un point matériel peut être considéré comme un corps dont les dimensions sont bien inférieures aux distances caractéristiques du mouvement considéré dans le problème.
Trajectoirec'est la ligne le long de laquelle le corps se déplace.
Selon le type de trajectoire, les mouvements sont divisés en rectilignes et curvilignes
Cheminest la longueur de la trajectoire ℓ(m) ( fig.1.2)
Le vecteur tracé depuis la position initiale de la particule jusqu'à sa position finale est appelé en mouvement de cette particule pendant un temps donné.
Contrairement à un chemin, le déplacement n'est pas une quantité scalaire, mais une quantité vectorielle, puisqu'il montre non seulement jusqu'où, mais aussi dans quelle direction le corps s'est déplacé pendant un temps donné.
Module vectoriel de mouvement(c'est-à-dire la longueur du segment qui relie les points de départ et d'arrivée du mouvement) peut être égale à la distance parcourue ou inférieure à la distance parcourue. Mais le module de déplacement ne peut jamais être supérieur à la distance parcourue. Par exemple, si une voiture se déplace du point A au point B le long d’un chemin courbe, alors l’amplitude du vecteur déplacement est inférieure à la distance parcourue ℓ. La trajectoire et le module de déplacement ne sont égaux que dans un seul cas, lorsque le corps se déplace en ligne droite.
Vitesseest une caractéristique quantitative vectorielle du mouvement du corps
vitesse moyenne– c'est une grandeur physique égale au rapport du vecteur de mouvement d'un point à la période de temps
La direction du vecteur vitesse moyenne coïncide avec la direction du vecteur déplacement.
Vitesse instantanée, c'est-à-dire que la vitesse à un instant donné est une grandeur physique vectorielle égale à la limite vers laquelle tend la vitesse moyenne à mesure que l'intervalle de temps Δt diminue à l'infini.
Le vecteur vitesse instantanée est dirigé tangentiellement à la trajectoire du mouvement (Fig. 1.3).
Dans le système SI, la vitesse est mesurée en mètres par seconde (m/s), c'est-à-dire que l'unité de vitesse est considérée comme la vitesse d'un mouvement rectiligne uniforme dans lequel un corps parcourt une distance d'un mètre en une seconde. La vitesse est souvent mesurée en kilomètres par heure.
ou 1 
Ajout de vitesse
Tout phénomène mécanique est considéré dans un certain référentiel : le mouvement n'a de sens que par rapport aux autres corps. Lors de l'analyse du mouvement d'un même corps dans différents systèmes de référence, toutes les caractéristiques cinématiques du mouvement (chemin, trajectoire, déplacement, vitesse, accélération) s'avèrent différentes.
Par exemple, un train de voyageurs se déplace sur la voie ferrée à une vitesse de 60 km/h. Une personne marche le long du wagon de ce train à une vitesse de 5 km/h. Si l'on considère le chemin de fer à l'arrêt et le prends comme système de référence, alors la vitesse d'une personne par rapport au chemin de fer sera égale à l'addition des vitesses du train et de la personne, c'est-à-dire
60 km/h + 5 km/h = 65 km/h si une personne marche dans le même sens que le train et
60 km/h - 5 km/h = 55 km/h si une personne marche dans le sens inverse du train.
Toutefois, cela n’est vrai dans ce cas que si la personne et le train se déplacent le long de la même ligne. Si une personne se déplace selon un angle, il est alors nécessaire de prendre en compte cet angle et le fait que la vitesse est une quantité vectorielle.
Regardons plus en détail l'exemple décrit ci-dessus - avec des détails et des images.
Ainsi, dans notre cas, le chemin de fer est un référentiel stationnaire. Le train qui circule sur cette route est un référentiel mouvant. Le wagon sur lequel marche la personne fait partie du train. La vitesse d'une personne par rapport au chariot (par rapport au référentiel mobile) est de 5 km/h. Notons-le avec la lettre . La vitesse du train (et donc du wagon) par rapport à un référentiel fixe (c'est-à-dire par rapport à la voie ferrée) est de 60 km/h. Notons-le avec la lettre . En d’autres termes, la vitesse du train est la vitesse du référentiel en mouvement par rapport au référentiel stationnaire.
La vitesse d'une personne par rapport au chemin de fer (par rapport à un référentiel fixe) nous est encore inconnue. Notons-le avec la lettre .
Associons le système de coordonnées XOY au système de référence fixe (Fig. 1.4), et au système de référence mobile – X p O p Y p Déterminons maintenant la vitesse d'une personne par rapport au système de référence fixe, c'est-à-dire. , par rapport au chemin de fer.
Sur une courte période de temps Δt, les événements suivants se produisent :
Une personne se déplace par rapport au chariot à distance
· La voiture se déplace par rapport à la voie ferrée à distance
Ensuite, pendant cette période, le déplacement d'une personne par rapport au chemin de fer est :
Ce loi d'addition des déplacements . Dans notre exemple, le mouvement d'une personne par rapport au chemin de fer est égal à la somme des mouvements de la personne par rapport au wagon et du wagon par rapport au chemin de fer.
En divisant les deux côtés de l'égalité par une petite période de temps Dt pendant laquelle le mouvement s'est produit :
On a:
|
À première vue, le mouvement et le chemin sont des concepts similaires. Cependant, en physique, il existe des différences clés entre déplacement et trajectoire, bien que les deux concepts soient associés à un changement de position d'un corps dans l'espace et soient souvent (généralement avec un mouvement linéaire) numériquement égaux.
Pour comprendre les différences entre mouvement et trajectoire, donnons-leur d’abord les définitions que leur donne la physique.
Bouger le corps- Ce segment de droite orienté (vecteur), dont le début coïncide avec la position initiale du corps et la fin coïncide avec la position finale du corps.
Chemin du corps- Ce distance, que le corps a transmis pendant un certain temps.
Imaginons que vous vous teniez à votre entrée à un certain moment. Nous avons fait le tour de la maison et sommes revenus au point de départ. Donc : votre déplacement sera nul, mais votre chemin ne le sera pas. Le chemin sera égal à la longueur de la courbe (par exemple 150 m) que vous avez parcourue autour de la maison.
Cependant, revenons au système de coordonnées. Supposons qu'un corps ponctuel se déplace rectilignement du point A de coordonnée x 0 = 0 m au point B de coordonnée x 1 = 10 m. Le déplacement du corps dans ce cas sera de 10 m. Puisque le mouvement était rectiligne, alors le mouvement est effectué. sera égal à 10 mètres de trajet corporel.
Si le corps s'est déplacé rectilignement du point initial (A) de coordonnée x 0 = 5 m jusqu'au point final (B) de coordonnée x 1 = 0, alors son déplacement sera de -5 m et le chemin sera de 5 m.
Le déplacement est trouvé comme la différence, où la coordonnée initiale est soustraite de la coordonnée finale. Si la coordonnée finale est inférieure à la coordonnée initiale, c'est-à-dire que le corps s'est déplacé dans la direction opposée par rapport à la direction positive de l'axe X, alors le déplacement sera une valeur négative.
Puisque le déplacement peut avoir des valeurs positives et négatives, le déplacement est une quantité vectorielle. En revanche, le chemin est toujours une quantité positive ou nulle (le chemin est une quantité scalaire), puisque la distance ne peut en principe pas être négative.
Regardons un autre exemple. Le corps s'est déplacé rectilignement du point A (x 0 = 2 m) au point B (x 1 = 8 m), puis il s'est également déplacé rectilignement de B au point C de coordonnée x 2 = 5 m. Quels sont les communs égaux et différents. chemins (A → B → C) effectués par ce corps et son déplacement total ?
Initialement, le corps était à un point de coordonnée 2 m, à la fin de son mouvement il s'est retrouvé à un point de coordonnée 5 m Ainsi, le mouvement du corps était de 5 - 2 = 3 (m). . Vous pouvez également calculer le déplacement total comme la somme de deux déplacements (vecteurs). Le déplacement de A à B était de 8 - 2 = 6 (m). Le déplacement du point B au point C était de 5 - 8 = -3 (m). En additionnant les deux mouvements, nous obtenons 6 + (-3) = 3 (m).
Le trajet total est calculé en additionnant les deux distances parcourues par le corps. La distance du point A à B est de 6 m, et de B à C le corps a parcouru 3 m. Au total, nous obtenons 9 m.
Ainsi, dans ce problème, la trajectoire et le déplacement du corps sont différents.
Le problème considéré n'est pas tout à fait correct, puisqu'il est nécessaire d'indiquer les moments où se trouve le corps à certains points. Si x 0 correspond au moment t 0 = 0 (le moment du début des observations), alors soit, par exemple, x 1 correspond à t 1 = 3 s, et x 2 correspond à t 2 = 5 s. C'est-à-dire que l'intervalle de temps entre t 0 et t 1 est de 3 s et entre t 0 et t 2 est de 5 s. Dans ce cas, il s'avère que le trajet du corps sur une période de 3 secondes était de 6 mètres et sur une période de 5 secondes - 9 mètres.
Le temps est impliqué dans la détermination du chemin. En revanche, le temps n’est pas particulièrement important pour le mouvement.
Trajectoire- c'est la ligne que le corps décrit lorsqu'il bouge.
Trajectoire des abeilles
Chemin est la longueur de la trajectoire. C’est-à-dire la longueur de cette ligne éventuellement courbe le long de laquelle le corps se déplaçait. Le chemin est une quantité scalaire ! En mouvement- quantité vectorielle ! Il s'agit d'un vecteur tracé du point de départ initial du corps jusqu'au point final. A une valeur numérique égale à la longueur du vecteur. La trajectoire et le déplacement sont des grandeurs physiques très différentes.
Vous pouvez rencontrer différentes désignations de chemin et de mouvement :
Quantité de mouvements
Laissez le corps effectuer un mouvement s 1 pendant la période de temps t 1 et bougez s 2 pendant la période de temps t 2 suivante. Alors pour tout le temps du mouvement le déplacement s 3 est la somme vectorielle
Mouvement uniforme
Mouvement à vitesse constante en ampleur et en direction. Qu'est-ce que ça veut dire? Considérons le mouvement d'une voiture. Si elle roule en ligne droite, le compteur de vitesse affiche la même valeur de vitesse (module de vitesse), alors ce mouvement est uniforme. Dès que la voiture change de direction (tourne), cela signifie que le vecteur vitesse a changé de direction. Le vecteur vitesse est dirigé dans la même direction que la voiture. Un tel mouvement ne peut pas être considéré comme uniforme, malgré le fait que le compteur de vitesse indique le même chiffre.
La direction du vecteur vitesse coïncide toujours avec la direction du mouvement du corps
Le mouvement sur un carrousel peut-il être considéré comme uniforme (s'il n'y a ni accélération ni freinage) ? C'est impossible, la direction du mouvement change constamment, et donc le vecteur vitesse. Du raisonnement, nous pouvons conclure qu’un mouvement uniforme est il avance toujours en ligne droite ! Cela signifie qu’avec un mouvement uniforme, la trajectoire et le déplacement sont les mêmes (expliquez pourquoi).
Il n’est pas difficile d’imaginer qu’avec un mouvement uniforme, sur des périodes de temps égales, le corps se déplacera sur la même distance.
Vous avez déjà rencontré à plusieurs reprises le concept de chemin. Faisons maintenant connaissance avec un nouveau concept pour vous - en mouvement, ce qui est plus informatif et utile en physique que le concept de chemin.
Disons que vous devez transporter une marchandise d'un point A à un point B de l'autre côté de la rivière. Cela peut être fait en voiture via le pont, en bateau sur la rivière ou en hélicoptère. Dans chacun de ces cas, le chemin parcouru par la charge sera différent, mais le mouvement sera le même : du point A au point B.
En se déplaçant est un vecteur tracé depuis la position initiale d'un corps jusqu'à sa position finale. Le vecteur de déplacement montre la distance parcourue par le corps et la direction du mouvement. noter que la direction du mouvement et la direction du mouvement sont deux concepts différents. Expliquons cela.
Considérons, par exemple, la trajectoire d'une voiture du point A jusqu'au milieu du pont. Désignons les points intermédiaires par B1, B2, B3 (voir figure). Vous voyez que sur le segment AB1, la voiture se déplaçait vers le nord-est (première flèche bleue), sur le segment B1B2 - sud-est (deuxième flèche bleue) et sur le segment B2B3 - nord (troisième flèche bleue). Ainsi, au moment du passage du pont (point B3), la direction du mouvement était caractérisée par le vecteur bleu B2B3, et la direction du mouvement était caractérisée par le vecteur rouge AB3.
Le mouvement du corps est donc quantité de vecteur, c'est-à-dire avoir une direction spatiale et une valeur numérique (module). Contrairement au mouvement, le chemin est quantité scalaire, c'est-à-dire n'ayant qu'une valeur numérique (et aucune direction spatiale). Le chemin est indiqué par le symbole je, le mouvement est indiqué par un symbole (important : avec une flèche). Symbole s sans flèche indique le module de déplacement. Remarque : l'image de tout vecteur dans le dessin (sous forme de flèche) ou sa mention dans le texte (sous forme de mot) rend facultative la présence d'une flèche au-dessus de la désignation.
Pourquoi la physique ne s'est-elle pas limitée au concept de chemin, mais a introduit un concept (vecteur) plus complexe de déplacement ? Connaissant le module et la direction du mouvement, vous pouvez toujours dire où sera le corps (par rapport à sa position initiale). Connaissant le chemin, la position du corps ne peut être déterminée. Par exemple, sachant seulement qu'un touriste a parcouru 7 km à pied, nous ne pouvons rien dire sur l'endroit où il se trouve actuellement.
Tâche. Lors d'une randonnée dans la plaine, le touriste a marché 3 km vers le nord, puis a tourné vers l'est et a marché encore 4 km. À quelle distance se trouvait-il du point de départ du parcours ? Dessinez son mouvement.
Solution 1 – en utilisant des mesures à la règle et au rapporteur.
Le déplacement est un vecteur reliant les positions initiale et finale du corps. Dessinons-le sur du papier quadrillé à l'échelle : 1 km - 1 cm (dessin de droite). En mesurant le module du vecteur construit avec une règle, on obtient : 5 cm Selon l'échelle que nous avons choisie, le module de déplacement du touriste est de 5 km. Mais rappelons-nous : connaître un vecteur signifie connaître sa grandeur et sa direction. Ainsi, à l'aide d'un rapporteur, nous déterminons : la direction de déplacement du touriste est de 53° avec la direction vers le nord (vérifiez-le vous-même).
Solution 2 – sans utiliser de règle ni de rapporteur.
Puisque l’angle entre les mouvements du touriste vers le nord et l’est est de 90°, on applique le théorème de Pythagore et on trouve la longueur de l’hypoténuse, puisqu’elle est aussi le module du mouvement du touriste :
Comme vous pouvez le constater, cette valeur coïncide avec celle obtenue dans la première solution. Déterminons maintenant l'angle α entre le déplacement (hypoténuse) et la direction vers le nord (la branche adjacente du triangle) :
Ainsi, le problème a été résolu de deux manières avec des réponses correspondantes.
