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Niveau seconde
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La relativité du mouvement

Posté par
Mathieubrnt
19-04-19 à 12:45

Bonjour j'aurais besoin d'aide pour un exercice.

Énoncé : un enfant monte sur un manège de fête foraine. Il choisit un cheval de bois, s'assoit et attends. Le manège démarre et se met à tourner : il effectue autour de 20 secondes et son rayon R est de 6m . Après quelques tours , le forain met en marche le dispositif qui permet aux chevaux de monter et de descendre le long d'un axe vertical . Le manège a pour support une estrade carré , qui sert de solide de référence et qui avec une horloge définit un référentiel terrestre . Le poteau central , solidaire du manège tournant est le solide de référence attaché au référentiel lié au manège .

1) le manège tourne maintenant dans le référentiel terrestre , chevaux à l'arrêt .

a) sa vitesse est elle constante pendant la phase de démarrage ?
b)qu'elle est l'allure de la trajectoire de l'enfant par rapport au manège ?
c) qu'elle est l'allure de la trajectoire de l'enfant par rapport à l'estrade ?
d)quelle est la vitesse moyenne d'un point de la périphérie du manège?
e)quelle est la vitesse moyenne de l'enfant dont le cheval est à 4m du centre ?

Merci de m'aider je sais que cest long mais je ne comprends vraiment rien

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 19-04-19 à 13:22

Bonjour,

Pour mémoire, l'objectif n'est pas qu'on fasse l'exercice à ta place : où sont tes pistes ?

Tu peux constater qu'une fiche sur le forum pourrait t'aider à démarrer : [lien]

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 19-04-19 à 13:55

Je sais que votre but n'est pas de fair l'exercice a ma place

Mais à vrai dire je suis complètement perdu dans les référentiels je ne comprend pas à quoi ils servent et pourquoi il faut les utiliser

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 19-04-19 à 17:23

Pour étudier un mouvement d'un système, il faut choisir un autre objet qui sert de point de référence au mouvement : tu pourras ainsi définir la trajectoire de ce système par rapport à l'objet : cf. l'exemple du train de la fiche fournie.

A partir de cette exemple de la fiche, tu remarqueras que le mouvement de l'objet d'étude n'est pas le même suivant le référentiel choisi.

Ton exercice te demande de faire la même analyse.

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 20-04-19 à 15:10

Pour le b) faut il faire un calcul ? Si oui lequel ?

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 20-04-19 à 17:31

Bonjour,

Déjà qu'as-tu trouvé à la question a) ?

Ensuite il y a une erreur dans ton énoncé qui génère de la confusion :

Citation :
un enfant monte sur un manège de fête foraine. Il choisit un cheval de bois, s'assoit et attends. Le manège démarre et se met à tourner : il effectue un tour en 20 secondes et son rayon R est de 6m


Pour te répondre, il n'y a aucun calcul à faire jusqu'à la question d).

As-tu bien potassé la fiche ?

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 20-04-19 à 18:44

J'ai répondu que sa vitesse reste la même à la question à)

Il n'y a pas d'erreur dans l'énoncé

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 21-04-19 à 10:04

a. Ce n'est pas correct, si tu es déjà monté sur un manège, il y a toujours une phase d'accélération lors du démarrage du manège jusqu'à atteindre une vitesse permanente (si la théorie t'intéresse, cf. ici : ).

Ensuite, concernant l'énoncé, si il y a une erreur de syntaxe car elle n'a aucun sens : "il effectue autour de 20 secondes" doit se lire "il effectue un tour en 20 secondes".

Enfin, tu n'as toujours pas répondu à la question : as-tu potassé la fiche fournie au début de l'échange ?

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 21-04-19 à 11:07

Oui c'est vrai qu'il y une phase de démarrage

Mais concernant l'énoncé , je ne comprends pas ce qu'il vous embête car il fait un tour d'un point A à un point B en 20 s

Et oui merci j'ai bien compris la fiche fournie

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 21-04-19 à 12:17

Le point A et le point B sont bien sûr superposés

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 21-04-19 à 19:12

Oui c'est ça mais ce n'est pas ce que tu as écrit lorsque tu as recopié ton énoncé, ce n'était qu'une remarque sur l'erreur de syntaxe.

Sinon, que donnent les questions b et c ? Si tu as étudié la fiche tu es en mesure de me proposer une réponse.

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 22-04-19 à 17:16

b)
L'allure de la trajectoire reste la même entre l'enfant et le manège

c)
L'allure de la trajectoire est rectiligne car le cheval monte et descend

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 23-04-19 à 10:08

Tu n'as pas bien lu l'énoncé :

Citation :
1) le manège tourne maintenant dans le référentiel terrestre , chevaux à l'arrêt


b) OK, elle est la même mais tu ne réponds pas entièrement à la question : dans le référentiel du manège, chevaux à l'arrêt, on peut considérer que l'enfant est solidaire du manège. Il est donc ... par rapport à ce référentiel (complète le trou par un mot).

c) Faux, l'énoncé te précise qu'on est dans la phase où les chevaux sont à l'arrêt (= immobiles par rapport au référentiel du manège).
Quelle est donc l'allure de l'enfant par rapport à l'estrade (imagine un parent assis sur un banc à côté du manège et qui regarde son enfant sur le manège) ?

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 25-04-19 à 12:22

b) Il est donc immobile par rapport à ce référentiel .

c) L'enfant est immobile par rapport à l'estrade .si un parent est assis à côté , il le verra tourner (donc en mouvement )

Ps: désolé de ne pars avoir pondu plus tôt

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 25-04-19 à 13:16

b. Oui TB !

c. Oui, la trajectoire de l'enfant est donc circulaire par rapport à l'estrade.

Pour les questions suivantes, il faut faire appel au cours :
- calculer la vitesse angulaire du manège ;
- quelle relation relie la vitesse moyenne à la vitesse angulaire ?

Citation :
Ps: désolé de ne pars avoir pondu plus tôt


Prends le temps de te relire parce que cette phrase peut avoir un autre sens que tu celui que tu souhaites lui donner

Posté par
Mathieubrnt
re : La relativité du mouvement 27-04-19 à 11:39

Merci beaucoup mais comment calcule-t-on la vitesse angulaire ?

Et comment retrouver la relation ?

Posté par
gbm Webmaster
re : La relativité du mouvement 27-04-19 à 15:28

Si j'avais corrigé une erreur de syntaxe c'est que ça va servir dès à présent : d'après ton énoncé, il est précisé au sujet du manère qu' "il effectue un tour en 20 secondes".

Donc la vitesse angulaire est w = 1 tour / 20 s = 0,05 tr/s

or 1 tr = 2 rad

donc w = ... rad/s

Ensuite tu sais que la vitesse linéaire d'un point situé à une distance R de l'axe de rotation du système est v = R*w

v en m/s
R en m (attention aux conversions d'unité !)
w en rad/s



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