Mouvements, forces et sécurité routière
Mouvement et référentiel, trajectoire, vitesse moyenne et conversions, mouvements uniforme, accéléré, ralenti ; forces et poids (P = m g), équilibre ; distance de réaction, de freinage et d'arrêt, facteurs de risque.
1. Décrire un mouvement
Définition
Un mouvement se décrit par rapport à un référentiel. La trajectoire peut être rectiligne, circulaire ou curviligne. La vitesse moyenne est $v = \dfrac{d}{t}$ ; $1$ m/s $= 3{,}6$ km/h. Le mouvement est uniforme si la vitesse est constante, accéléré si elle augmente, ralenti si elle diminue.
2. Forces et poids
Propriété · Poids
Une force modélise une action (pousser, tirer, attirer) ; elle se mesure en newtons (N) avec un dynamomètre. Le poids d'un objet, dû à l'attraction de la Terre, est vertical, vers le bas, de valeur $P = m \times g$ avec $g \approx 9{,}8$ N/kg. Un objet immobile est soumis à des forces qui se compensent.
Exemple · Charge à soulever
Un sac de ciment de $25$ kg a un poids de $25 \times 9{,}8 = 245$ N.
3. Sécurité routière
Propriété · Distance d'arrêt
Distance de réaction : parcourue pendant le temps de réaction (environ $1$ s) : $d_R = v \times t_R$. Distance de freinage : elle augmente avec le carré de la vitesse et est plus grande sur route mouillée. $d_A = d_R + d_F$. À $90$ km/h ($25$ m/s) : $d_R = 25$ m.
Attention · Facteurs de risque
Alcool, fatigue, téléphone (allongent le temps de réaction) ; vitesse, pneus usés, route mouillée (allongent le freinage). Doubler la vitesse multiplie environ par $4$ la distance de freinage.
Expérience · Mesurer son temps de réaction
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Exercices corrigés
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Référentiel
★☆☆Un passager assis dans un bus est-il en mouvement ? Justifier.
Vitesse moyenne
★☆☆Un scooter parcourt $30$ km en $40$ min. Vitesse moyenne en km/h ?
Conversion
★☆☆Convertir $90$ km/h en m/s et $15$ m/s en km/h.
Durée
★★☆À $80$ km/h, combien de temps pour parcourir $120$ km ?
Nature du mouvement
★☆☆Une voiture démarre à un feu vert. Quel est son mouvement ?
Poids
★☆☆Poids d'un carton de $12$ kg ?
Masse
★★☆Un dynamomètre indique $49$ N. Masse de l'objet ?
Caractéristiques du poids
★★☆Donner la direction et le sens du poids.
Équilibre
★★☆Une lampe est suspendue au plafond et immobile. Quelles forces s'exercent ? Que dire d'elles ?
Distance de réaction
★★☆À $72$ km/h, distance parcourue pendant $1$ s de réaction ?
Distance d'arrêt
★★☆À $72$ km/h, la distance de freinage est de $28$ m. Distance d'arrêt ?
Téléphone
★★☆Avec un téléphone en main, le temps de réaction passe à $2$ s. Distance de réaction à $90$ km/h ?
Vitesse doublée
★★☆La distance de freinage est de $10$ m à $45$ km/h. Environ combien à $90$ km/h ?
Route mouillée
★☆☆Pourquoi faut-il ralentir sur route mouillée ?
Facteurs de risque
★☆☆Citer trois facteurs qui allongent le temps de réaction.
Lecture de la figure
★☆☆D'après la figure, quelle part de la distance d'arrêt est due au freinage ?
Temps de réaction
★★☆Dans l'expérience de la règle, une chute plus longue indique-t-elle un temps de réaction plus long ou plus court ?
Charge et poids
★★☆Un chariot élévateur soulève une palette de $800$ kg. Poids de la palette ?
Ceinture
★★☆Pourquoi un passager non attaché est-il projeté vers l'avant lors d'un freinage brusque ?
Vrai ou faux
★★☆a) $1$ m/s $= 3{,}6$ km/h. b) Le poids s'exprime en kg. c) La distance d'arrêt est la somme des distances de réaction et de freinage.
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