iMadrassa
Exercice 1

On considère le mouvement d’une petite pièce  A  qui s’est détachée d’un missile B quatre secondes après le lancement de ce dernier. Les mouvements des deux corps ont lieu dans le plan (O,x,y) d’un système de coordonnées cartésiennes d’axe (Oy) vertical ascendant. Les origines des temps et des espaces correspondent à l’instant et à l’endroit du lancement du missile. La figure I représente les diagrammes des composantes  

   et    
   de leurs vitesses.

1- Déterminez :

  • a- Les coordonnées du point d’altitude maximale atteint par A.
  • b- Le vecteur vitesse moyenne de A dans l’intervalle de temps  
    .

1.a- Coordonnées du point d’altitude maximale atteint par

:   On nomme ce point
.

Au point

,  
, de la figure 1, on tire
 

On a alors : 

    , c’est l’aire comprise entre la courbe  
, l’axe des temps et les droites  
 et  
( aire du trapèze ).

 

 , c’est l’aire comprise entre la courbe  
 , l’axe des temps et les droites
 et  
( aire du triangle).

Donc

b- Le vecteur vitesse moyenne :

Donc  :    

 

     2- On se propose de déterminer les propriétés cinématiques du     mouvement de

à la position
occupée à l’instant

  1. Déterminez puis tracez les vecteurs position, vitesse et accélération, avec les échelles indiquées ci-dessous:
     

      b. En déduire, sans calcul mais en justifiant votre réponse, les composantes intrinsèques de l’accélération.

   2-a. Détermination des vecteurs :

  • La position :

 

  • La vitesse :

     à

et

    donc  

 

 

  • L’accélération :
  •  
      C’est la pente de la tangente au graphe     
  •  
     C’est la pente de la tangente  au graphe    
     

  2-b. Déduction des composantes intrinséques de l'accélération :

  On a 

  

 La tangente en
est parallèle à l'axe (ox) .

Donc :  

  

3- On décrit maintenant les propriétés du mouvement de

au point
mais dans un système de coordonnées polaires (r,
), d'axe polaire
et de pole
. Déterminez les coordonnées du point
et les composantes radiales et tangentielles de la vitesse et l'accélération.

3-

 

 

  •  

 

  •  

4- Donnez les expressions des vecteurs vitesse et accélération de

par rapport au missile, à
.

4- Vitesse et accélération relatives : 

  • Soit
    le missile : 

à t = 12 s :  

et
 

 La vitesse

 

L'accélération est :  


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