Physique Chapitre 11

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Questions and Answers

Quelle est la relation correcte entre la vitesse angulaire et la vitesse linéaire d'un corps en rotation ?

La vitesse angulaire est irrégulière par rapport à la vitesse linéaire.

La vitesse linéaire est le double de la vitesse angulaire.

La vitesse angulaire est toujours égale à la vitesse linéaire.

La vitesse linéaire dépend du rayon et de la vitesse angulaire. (correct)

Comment se comporte la vitesse linéaire à l'équateur par rapport aux pôles sur la Terre ?

Elle est constante à travers toute la surface de la Terre.

Elle est plus grande aux pôles qu'à l'équateur.

Elle est plus grande à l'équateur qu'aux pôles. (correct)

Elle varie indépendamment de la localisation géographique.

Quel effet a la rotation de la Terre sur une masse d'air se déplaçant vers le pôle ?

Sa vitesse angulaire augmente proportionnellement.

Sa vitesse linéaire augmente par rapport au sol. (correct)

Elle reste inalterée pendant le trajet.

Sa vitesse linéaire diminue continuellement.

Quelle est la nature de la force qui semble affecter la trajectoire d'un nuage, provoquant une déviation vers la droite par rapport au sol ?

Force de Coriolis. Signup and view all the answers

Quel type d'accélération est responsable du maintien du niveau de l'eau dans un verre en rotation ?

Accélération centrifuge. Signup and view all the answers

Quelle est l'expression correcte de la relation entre la vitesse linéaire $v$ et la vitesse angulaire $ heta$ sur une trajectoire circulaire de rayon $R$?

$v = ωR$ Signup and view all the answers

Si l'accélération angulaire $eta$ est constante, quelle est la relation entre l'accélération angulaire $eta(t)$ et la variation de la vitesse angulaire $rac{dω}{dt}$?

$eta(t) = rac{dω}{dt}$ Signup and view all the answers

Quelle est la formule correcte pour calculer la position angulaire $θ$ lorsque l'accélération angulaire $eta$ est constante?

$θ = θ_0 + ω_0t + rac{1}{2}αt^2$ Signup and view all the answers

Quelle est la définition correcte de l'accélération angulaire α?

$α(t) = rac{lim}{igtriangleup t o 0} rac{Δω}{Δt}$ Signup and view all the answers

Lorsque la vitesse angulaire $eta(t)$ augmente, que peut-on dire de l'accélération angulaire $eta(t)$?

L'accélération angulaire $eta(t)$ est positive. Signup and view all the answers

Quelle est la valeur de la fréquence $f$ dans les données fournies ?

2 s$^{-1}$ Signup and view all the answers

Comment la vitesse angulaire $oldsymbol{ heta}$ est-elle décrite dans le contexte donné ?

Elle est positive. Signup and view all the answers

Quel est le principe d'équivalence d'Einstein en ce qui concerne la perception de l'accélération?

La gravité et une accélération uniforme sont indiscernables. Signup and view all the answers

Quelle est la durée d'un tour complet dans les données fournies ?

0.5 s Signup and view all the answers

Quel est le calcul pour obtenir $oldsymbol{oldsymbol{ heta}}$ en fonction de la fréquence et de la période ?

$ heta = 2 ext{π}f$ Signup and view all the answers

Comment le mécanisme du spill-not maintient-il la position du récipient pendant le mouvement?

Il maintient le récipient parallèle à la résultante des forces appliquées. Signup and view all the answers

Quelle est l’équation correcte qui relie l’accélération centripète à la vitesse angulaire sur une trajectoire circulaire de rayon R?

ac = ω^2R Signup and view all the answers

Quel est le résultat du calcul $oldsymbol{oldsymbol{oldsymbol{rac{2 ext{π}}{0.5}}}}$ donné dans les données ?

12.57 rad/s Signup and view all the answers

Quelle affirmation est correcte concernant la force ressentie par un marteau en rotation?

Il ressent une force centrifuge due à sa rotation. Signup and view all the answers

Quel est le sens de rotation associé à une vitesse angulaire positive ?

Sens antihoraire Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la gravité dans l'accélération d'un ascenseur dans le vide?

Elle est perçue comme une accélération de l'ascenseur vers le bas. Signup and view all the answers

Quelle formule relie la vitesse angulaire $oldsymbol{oldsymbol{oldsymbol{ ext{ω}}}}$ et la période $T$ ?

$ ext{ω} = 2 ext{π}/T$ Signup and view all the answers

Dans quel contexte la vitesse angulaire $oldsymbol{ ext{ω}}$ est-elle formulée comme un vecteur ?

Mouvement circulaire Signup and view all the answers

Quel est le lien entre la vitesse angulaire et la période d'une rotation ?

La vitesse angulaire est égale à 2π divisée par la période. Signup and view all the answers

Comment le déplacement angulaire est-il calculé pour un mouvement circulaire complet ?

θ(t2) - θ(t1) = 2π. Signup and view all the answers

Quelle est la vitesse du marteau au moment du lancer si r ≈ 2 m et T ≈ 0.5 s ?

25 m/s Signup and view all the answers

Quel est l'équivalent de la vitesse angulaire moyenne lorsque ω(t) est constant ?

ω0 = 2πf. Signup and view all the answers

Quelle transformation est utilisée pour associer les coordonnées polaires aux coordonnées cartésiennes ?

x = r cos(ϑ), y = r sin(ϑ). Signup and view all the answers

Quel symbolisme représente le déplacement angulaire dans un mouvement circulaire ?

Δθ. Signup and view all the answers

Quelle expression décrit la trajectoire circulaire dans un système de coordonnées polaires ?

y = r sin(ϑ), x = r cos(ϑ). Signup and view all the answers

Quel est le résultat de la session de lancement du marteau dans un temps donné T ?

Un manque de précision dans le calcul de la vitesse. Signup and view all the answers

Quelle est l'importance de la limite dans l'équation de la vitesse angulaire ?

Elle permet de comprendre la transition entre vitesse angulaire et linéaire. Signup and view all the answers

Pourquoi est-il crucial d'analyser les relations entre le mouvement linéaire et angulaire ?

Pour résoudre des problèmes complexes en physique. Signup and view all the answers

Quel est le calcul correct de l'accélération centripète lorsque $ heta=0$ ?

$ac = \omega^2 r$ Signup and view all the answers

Quelle est la valeur numérique de l'accélération centripète pour une masse de 4 kg avec ${\omega_0} = 12.6 \text{ rad/s}$ et $r \approx 2m$ ?

$318 \text{ m/s}^2$ Signup and view all the answers

Pour une trajectoire circulaire avec ${\alpha}=0$, quel est le lien entre les vitesses linéaires et angulaires ?

$v = \omega r$ Signup and view all the answers

Quelle composante supplémentaire est ajoutée lorsque ${\alpha} \neq 0$ ?

Accélération tangentielle Signup and view all the answers

Quelles sont les valeurs approximatives des forces ressenties par un sprinter dans un virage ?

0.3 g Signup and view all the answers

Quel est la relation entre l'accélération centripète et l'accélération tangentielle dans un mouvement circulaire ?

$ac = \omega^2 r + at$ Signup and view all the answers

Quel distance parcourue s'exprime en termes de $ heta$ et $r$ dans un mouvement circulaire ?

$s = \theta r$ Signup and view all the answers

Quel est l'effet de l'accélération de la pesanteur sur le mouvement circulaire ?

Elle contribue à l'accélération tangentielle Signup and view all the answers

Quels éléments définissent les variables du mouvement angulaire ?

Position angulaire, Vitesse angulaire, Accélération angulaire Signup and view all the answers

Study Notes

Informations générales sur une session

Une page web est accessible via le lien suivant : https://student.turningtechnologies.eu/#/
La session est intitulée physgen2024
Pour se connecter, utiliser les identifiants "guest/invité"

Exemple de question d'examen

Le sujet de la question porte sur le chapitre 10 de cinématique linéaire.

Chapitre 11 : Mécanique II - Cinématique angulaire

Cours de physique générale, module B1.1
Enseignant : François Bochud

Objectifs

Décrire les relations entre le déplacement angulaire, la vitesse angulaire et l'accélération angulaire.
Résoudre les problèmes utilisant les principes de la cinématique angulaire.
Expliquer les liens entre les mouvements linéaires et angulaires, plus spécifiquement les relations entre déplacements, vitesses et accélérations.

Mesure du mouvement

Durée du dernier tour : 0,5 s
Rayon du mouvement circulaire environ : 2 m.
Vitesse du marteau à la fin de la rotation environ : 25 m/s, équivalent à 90 km/h.

Trajectoire circulaire

La notion de position angulaire, notée θ, est fondamentale.
Le système de coordonnées polaires est utile pour décrire les mouvements circulaires.
Le déplacement angulaire est la différence entre les positions angulaires à deux instants différents.
La distance angulaire est de 2π radians pour une rotation complète.

Vitesse angulaire

La vitesse angulaire ω est la variation du déplacement angulaire par rapport au temps.
Si la vitesse angulaire est constante, on peut utiliser la formule ω = 2π/T, où T est la période.
La fréquence f est l'inverse de la période (f=1/T).
Vitesse angulaire instantanée: (ω(t)) avec la variation dθ/dt.
Vitesse angulaire moyenne avec Δθ/Δt.

Valeur numérique de l'accélération centripète

Masse du marteau : 4 kg.
Vitesse angulaire ω : environ 12,6 rad/s.
Rayon r : environ 2 m.
Accélération centripète ac environ 318 m/s2.
Soit environ 32 g.

Vitesse linéaire et angulaire

La relation entre les vitesses linéaire et angulaire est v = ωr, où v est la vitesse, ω la vitesse angulaire et r le rayon.

Accélération angulaire

L'accélération angulaire est le changement de la vitesse angulaire par rapport au temps.
L'accélération angulaire est notée α, et on a la relation α = dω/dt.
L'accélération centripète est liée à la vitesse angulaire par la formule ac = ω2r.

Équations du mouvement angulaire

Pour un mouvement circulaire de vitesse angulaire constante, dθ/dt = ω.
Pour un mouvement un terme avec dω/dt, qui est l'accélération angulaire.
Pour une vitesse angulaire variable, ω = ω0 + αt, et θ = θ0 + ω0t + 1/2αt2.

Relations entre θ, ω, α et t

Pour une accélération angulaire constante, ω = ω0 + αt et θ = θ0 + ω0t + 1/2αt2, où les différentes grandeurs sont définies au début du cours.

Effet de la Coriolis

Déviation des objets en mouvement sur une Terre en rotation.
On observe une déviation vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud.
La déviation est due à l'accélération de Coriolis.

Manip du spill-not

Un dispositif qui maintient un récipient plein (eau) sur une surface en rotation tout en restant parallèle à la surface.
La force centripète maintient le niveau de l'eau dans le verre.

Sens de l'accélération

L'accélération qui permet à l'eau de rester au niveau du plateau du verre en rotation est centripète.

Type K – Questions d'examen

Questions relatives aux notions de vitesses et d'accélérations angulaires et linéaires sur un carrousel. Elles incluent les relations, les signes et les conséquences de la rotation.

Résumés

Système de coordonnées nature, polaire est indiqué.
Les relations des mouvements angulaires et vitesses avec l'accélération
L'accélération centripète ac = wor, avec w la vitesse et r le rayon.

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Description

Testez vos connaissances sur la relation entre la vitesse angulaire et la vitesse linéaire, ainsi que sur le comportement de la rotation de la Terre. Ce quiz aborde également les forces en jeu pour des objets en rotation et l'accélération angulaire. Testez vos compétences en physique avec ce quiz interactif.