Dans le monde physique, l'un des phénomènes les plus courants est le mouvement. La branche de la science qui traite du comportement des objets en mouvement est connue sous le nom de « mécanique ».
La mécanique est divisée en deux sections - Cinématique et Dynamique.
La cinématique traite de l'étude du mouvement sans tenir compte de la cause du mouvement.
La dynamique concerne la cause du mouvement, à savoir la force.
Mouvement signifie mouvement. Un objet est dit en mouvement s'il change de position par rapport à son environnement en un temps donné. Un objet est dit au repos s'il ne change pas de position par rapport à son environnement. Un cadre de référence est un autre objet ou scène par rapport auquel on compare la position de l'objet donné.
Chaque type de mouvement est contrôlé par un type de force différent.
Lorsqu'un objet parcourt des distances égales dans des intervalles de temps égaux, on dit qu'il est en mouvement uniforme. Un mouvement uniforme est un mouvement à vitesse constante en ligne droite. Exemple : une boule qui roule.
Lorsqu'un objet parcourt des distances inégales dans des intervalles de temps égaux, on dit qu'il est en mouvement non uniforme.
Un mouvement irrégulier est un mouvement qui n'a pas de modèle évident dans son mouvement. Exemple : une abeille volante.
Il existe deux types de mouvement de base : la translation et la rotation.
La traduction signifie le mouvement le long d'un chemin.
La rotation signifie un mouvement autour d'un axe fixe. Un axe est un centre autour duquel quelque chose tourne.
Le mouvement de translation est défini par la force nette (somme de différentes forces) agissant sur un objet.
La rotation est définie par le couple. Le couple est une force qui provoque la rotation d'un objet.
Types de mouvement
2. Le mouvement de rotation est le mouvement d'un objet, sur une trajectoire circulaire le long d'un point fixe comme centre désigné et le mouvement se fait le long de la circonférence de la trajectoire, à une distance régulière du centre. Ce type de mouvement est le point de départ de nombreux mécanismes. Exemple : un rouet.
3. Le mouvement alternatif est un mouvement de va-et-vient. Exemple : le mouvement de haut en bas d'un yo-yo.
4. Le mouvement oscillant est un mouvement alternatif avec des éléments de mouvement de rotation comme le balancement. L'oscillation peut être un mouvement périodique qui se répète dans un cycle régulier ou à des intervalles de temps égaux, comme une chaise berçante ou l'oscillation du pendule dans une horloge. Un pendule qui oscille à partir d'un point d'attache fixe et trace un arc est un exemple classique de mouvement oscillant. Un arroseur ou un ventilateur oscillant fait la même chose, sauf qu'ils oscillent dans un plan horizontal plutôt que dans un plan vertical et sont alimentés par des moteurs plutôt que par gravité. Un mouvement oscillant se situe autour d'un point d'équilibre ou d'une valeur moyenne.
Il existe trois variables d'oscillation :
Très souvent, les objets se déplacent par des mouvements compliqués. Les mouvements compliqués peuvent être décomposés en types de mouvements plus simples. Un exemple de mouvement compliqué est un frisbee volant. Le mouvement d'un frisbee consiste en un mouvement linéaire et un mouvement rotatif.
Les forces de friction et de gravitation affectent le mouvement des objets - elles ralentissent le mouvement.
La force de friction qui ralentit un corps en mouvement et finit par arrêter un objet en mouvement est appelée friction cinétique. Par exemple, lorsque vous poussez une boîte sur le sol, une partie de l'énergie de votre poussée déplace la boîte et une partie de l'énergie est perdue en friction cinétique. Moins la surface est texturée, plus l'objet se déplacera loin. Cela se produit parce que les surfaces lisses ont moins de force de frottement. Le frottement est affecté par la texture de la surface et de l'objet en mouvement.
Distance et déplacement
La distance entre le terminus A et le terminus B est de 150 km. Un bus circule du terminus A au terminus B. La distance parcourue par le bus est de 150 km. En parcourant le même parcours, le bus revient du terminus B au terminus A. Ainsi la distance totale parcourue par le bus lors du trajet de A à B puis de B à A est de 150 km + 150 km = 300 km.
Un bus se déplaçant de A à B et encore de B à A
Qu'est-ce que l'inertie ?
L'inertie signifie la résistance à tout changement de mouvement. Tous les objets ont une inertie. Plus la masse d'un objet est grande, plus il a d'inertie. La première loi du mouvement de Newton stipule que les objets en mouvement continueront à se déplacer dans la même direction et à la même vitesse. Il stipule également que les objets au repos à moins qu'une force extérieure n'agisse sur eux. Lorsque le conducteur d'une voiture freine, la voiture ralentit. Les personnes dans la voiture, cependant, continueront à la même vitesse que la voiture en raison de leur inertie. La ceinture de sécurité agit comme une force pour maintenir les personnes en place. Les ceintures de sécurité aident à empêcher les gens de se blesser lorsqu'une voiture s'arrête brusquement.
Mouvement harmonique simple
Le mouvement harmonique simple (SHM) est un type de mouvement oscillatoire. Un mouvement harmonique simple a trois choses, il le fait fondamentalement : le mouvement revient toujours à l'équilibre, suit le même chemin et oscille autour de l'équilibre. SHM se produit lorsque la force ou le couple qui tend à rétablir l'équilibre est directement proportionnel au déplacement de l'équilibre est directement proportionnel au déplacement de l'équilibre.
La vitesse est la distance parcourue en un temps donné. Vitesse = Distance/Temps. L'unité SI de vitesse est le m/s. La vitesse est une grandeur scalaire.
Un objet se déplace avec une vitesse uniforme s'il parcourt des distances égales dans des intervalles de temps égaux.
Si la distance parcourue varie avec le temps, on dit que l'objet se déplace à vitesse variable.
Vitesse moyenne et Vitesse instantanée
Lorsque nous voyageons dans un véhicule, la vitesse du véhicule change de temps en temps, en fonction des conditions existantes sur la route. Dans une telle situation, la vitesse est calculée en rapportant la distance totale parcourue par le véhicule à la durée totale du trajet. C'est ce qu'on appelle la vitesse moyenne.
La vitesse instantanée serait la vitesse à un instant donné dans ce laps de temps, mesurée avec un compteur de vitesse en temps réel.
Rapidité
La vitesse est définie comme la distance parcourue par un objet en mouvement dans une direction particulière en unité de temps ou de vitesse dans une direction particulière.
Vitesse = (distance parcourue dans une direction spécifiée)/temps mis
La vitesse peut également être définie comme le taux de changement de déplacement.
La vitesse est une grandeur vectorielle.
On dit qu'un corps se déplace avec une vitesse uniforme s'il parcourt des distances égales en des intervalles de temps égaux dans une direction donnée.
On dit qu'un corps se déplace à vitesse variable s'il parcourt des distances inégales dans des intervalles de temps égaux et vice versa dans une direction donnée ou s'il change la direction du mouvement.
Accélération
L'accélération est définie comme le taux de changement de vitesse d'un corps en mouvement avec le temps. Ce changement peut être un changement de la vitesse de l'objet ou de sa direction de mouvement ou les deux.
Accélération = taux de changement de vitesse avec le temps
L'unité SI d'accélération est m/s 2
L'accélération est une grandeur vectorielle.
Il existe différents types d'accélération :
