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Niveau maths sup
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accélération

Posté par
liff
26-12-09 à 17:13

bonjour à tous

voila' je n'arrive pas à comprendre pourquoi la norme de l'accélération lors d'un mouvement circulaire uniforme n'est pas nulle ...
j'ai lu et relu mon cours mais je ne comprends pas ...car si le mouvement est uniforme, il n'y a pas d'accélération
et de plus si l'accélération est constante la vitesse est augmente bien

j'espère que qqun sera assez frais même après Noël pour m'expliquer !

merci d'avance et bonnes vacances !

Posté par
donaldos
re : accélération 26-12-09 à 17:47

Tu raisonnes en te basant sur des quantités scalaires. Or l'accélération est avant tout une quantité vectorielle qui traduit la variation temporelle du vecteur vitesse.

Si l'on considère un mouvement circulaire uniforme, la norme du vecteur vitesse est effectivement constante. Le vecteur vitesse en revanche est tangent à la trajectoire et change donc en permanence de direction. Il n'est donc pas constant, d'où une accélération non nulle.

Rappelle-toi l'expression de l'accélération dans le repère de Frenet (programme de lycée?):

\vec{a}=\frac{v^2}{R}\vec{N}+\frac{{\rm d}v}{{\rm d}t} \vec{T}

On voit immédiatement que si la vitesse scalaire v est effectivement constante, la composante tangentielle \frac{{\rm d}v}{{\rm d}t} de l'accélération devient nulle mais que ce n'est pas le cas de la composante normale.

Attention à ces petites subtilités...

Posté par
J-P
re : accélération 26-12-09 à 17:54

Si l'accélération était nulle, le vecteur vitesse resterait toujours le même (en norme, en direction et en sens).

Donc, le mouvement serait RECTILIGNE (puisque le vecteur vitesse ne changerait pas de direction).

Donc si l'accélération est nulle, le mouvement est rectiligne uniforme.

Si le mouvement n'est pas réctiligne uniforme (ce qui est le cas dans un mouvement circulaire (non rectiligne)) et bien l'accélération n'est pas nulle.
-----
Un vecteur accélération non nul n'implique pas forcément que le module de la vitesse varie.

Même si le module de la vitesse reste identique au cours du temps mais que la direction du vecteur vitesse varie avec le temps, il y a accélération.

Dans le cas du mouvement circulaire uniforme, le vecteur accélération a une norme constante, mais sa direction change en fonction du temps. Cette direction est sur la droite qui joint le centre du cercle et le centre d'inertie de l'objet en rotation. Le sens est de l'objet vers le centre du cercle.
Dans le cas du mouvement circulaire uniforme, le vecteur vitesse a une norme constante au cours du temps mais sa direction change tout le temps (elle est tangentielle à tout moment au cercle au point où se trouve l'objet).

Posté par
J-P
re : accélération 26-12-09 à 18:02

Pour un peu illustrer mes propos, voila un petit dessin représentant les vecteurs vitesse et accélération d'un mobile en mouvement circulaire uniforme quand il passe à deux points différent (A et B) de sa trajectoire.

accélération
  

Posté par
liff
re : accélération 26-12-09 à 18:28

je crois que j'ai compris
merci !

j'ai besoin d'une autre petite confirmation
si l'accélération est constante le vitesse augmente ?!

Posté par
J-P
re : accélération 27-12-09 à 10:23

Ta dernière question me fait un peu peur pour ta compréhnsion de ce qui a été dit avant.

Qu'entends-tu par "accélération constante" et par "vitesse" dans ta question ?

Ne pas confondre : vecteur vitesse, avec vitesse instantanée

La norme du vecteur vitesse à un instant donné est la valeur de la vitesse instantanée.
... Mais on doit aussi tenir compte pour le vecteur de sa direction et de son sens.

Dans le dessin du message du 26-12-09 à 18:02, la vitesse instantanée du mobile est constante mais le vecteur vitesse change de direction au cours du temps.
Dans ce même dessin, la norme du vecteur accélération est constante (et non nulle) mais sa direction change au cours du temps.

Donc, dans le cas d'un mouvement circulaire uniforme, la norme du vecteur accélération est constante mais la vitesse instantanée du mobile (qui est la norme du vecteur vitesse) est constante, la vitesse instantanée n'augmente pas.
-----
Repose alors ta question du message du 26-12-09 à 18:28 en précisant de quoi tu parles.

Posté par
liff
re : accélération 27-12-09 à 11:54

désolée de vous avoir fait peur ...
je parlais en norme des vecteurs
mais c'est vrai que j'ai pas trop appris à raisonner avec les vecteurs ( direction et sens ) je vais donc essayer de faire attention
en relisant les autres messages je pense réellement avoir compris les subtilités sur la direction et le sens des vecteurs vitesse et accélération
merci!

Posté par
J-P
re : accélération 27-12-09 à 12:05

Et bien si tu parlais en norme de vecteur, la réponse à :

"si l'accélération est constante le vitesse augmente ?!"

... Est non, pas obligatoirement.

Un contre exemple est dans la discussion depuis le début.

La norme du vecteur accélération est constante et non nulle dans un mouvement circulaire uniforme et cependant le module du vecteur vitesse est constant.

Posté par
liff
re : accélération 27-12-09 à 12:37

ah oui c'est vrai
donc en ne s'intéressant qu'à la norme d'un vecteur on a de grande chance de se tromper ...
ds cet exemple la norme est constante mais comme le direction et le sens change la norme du vecteur vitesse est constante
mais dans un mouvement rectiligne, comme la vitesse et l'accélération ont même direction, si leur sens est le même, et le norme de l'accélération constante, la norme de du vecteur vitesse augmente
que de subtilités ...

Posté par
liff
re : accélération 28-12-09 à 09:49

je me demandais si il y avais d'autres mouvements que le mouvement rectiligne uniforme où la norme du vecteur vitesse restait constante même si la norme du vecteur accélération n'était pas constante ?



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