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Rappels - Mécanique ecole

Cinématique - résolution de problèmes de cinématique

Le but est de déterminer les équations particulières du mouvement que vous étudiez, à partir desquelles on pourra répondre à n'importe quelle question sur ce mouvement.

Voici une aide pour y parvenir. Libre à vous de la suivre, de l'adapter, de la simplifier (avec un peu d'habitude, vous ferez plusieurs de ces étapes mentalement).

Toute résolution de problème de cinématique se fera en 3 étapes :

  1. déterminer le type de mouvement afin de choisir quelle équations horaires générales utiliser,
  2. établir les équations horaires particulières du problème,
  3. répondre aux autres questions posées.

1ère chose :

Déterminer le type de mouvement afin de choisir quelles équations horaires générales utiliser.


Trajectoire quelconque Trajectoire circulaire
\( \class{formule}{ \color{red}\vec{a} = \vec{cste}~? }\)
\( \class{formule}{ \color{red}α = cste~? }\)
1. OUI
⇒ \( \class{formule}{ \color{green}\vec{r} = \vec{r}_0 + \vec{v}_0~. (t - t_0) + \dfrac{\vec{a} . (t - t_0)^2 }{2} }\)
1. OUI
⇒ \( \class{formule}{ \color{green}θ = θ_0 + ω_0 . (t - t_0) + \dfrac{α . (t - t_0)^2}{2} }\)
2. OUI MAIS
seulement sur des parties successives du mouvement (≠ a pour ≠ parties)
⇒ 1 équation par partie :
\( \class{formule}{ \color{green}\vec{r}_i = \vec{r}_{i0} + \vec{v}_{i0}~. (t - t_{i0}) + \dfrac{\vec{a}_i~. (t -t_{i0})^2}{2} }\)
avec continuité entre les parties :
\( \class{formule}{ \vec{r}_{i0} = \vec{r}_{(i-1)f} }\)
\( \class{formule}{ \vec{v}_{i0} = \vec{v}_{(i-1)f} }\)
\( \class{formule}{ t_{i0} = t_{(i-1)f} }\)
2. OUI MAIS
seulement sur des parties successives du mouvement (≠ α pour ≠ parties)
⇒ 1 équation par partie :
\( \class{formule}{ \color{green}θ_i = θ_{i0} + ω_{i0}~. (t - t_{i0}) + \dfrac{α_i~. (t -t_{i0})^2}{2} }\)
avec continuité entre les parties :
\( \class{formule}{ θ_{i0} = θ_{(i-1)f} }\)
\( \class{formule}{ ω_{i0} = ω_{(i-1)f} }\)
\( \class{formule}{ t_{i0} = t_{(i-1)f} }\)

NON MAIS
on sait qu'il s'agit d'un mouvement oscillatoire harmonique
⇒ \( \class{formule}{ \color{green}x = A . cos(ω . t + ε) }\)
NON MAIS
on sait qu'il s'agit d'un mouvement oscillatoire harmonique
⇒ \( \class{formule}{ \color{green}θ = θ_m . cos(ω . t + ε) }\)
NON
Afin de trouver l'équation horaire x(t), il faut connaitre v(t) ou a(t) ou v(r) ou a(r) ou a(v)
⇒ équation(s) différentielle(s)
NON
Afin de trouver l'équation horaire θ(t), il faut connaitre ω(t) ou α(t) ou ω(θ) ou α(θ) ou α(ω).
⇒ équation(s) différentielle(s)

2ième chose :

Etablir les équations horaires particulières du problème.

C'est à partir de ces équations qu'on pourra répondre à n'importe quelle question sur ce mouvement.

Etablir les équations horaires particulières du problème consiste à trouver les valeurs des paramètres qui apparaissent dans les équations générales.

Examinons cela en détails.

  1. trajectoire quelconque, a = cste
  2. trajectoire circulaire, α = cste
  3. mouvement oscillatoire harmonique
  4. trajectoire rectiligne, a pas constante mais pas mouvement d'oscillation.

Pour tous ces types de mouvements, on peut dégager 3 types d'exercices :

  1. ceux pour lesquels on connait la valeur des paramètres,
  2. ceux pour lesquels on ne connait aucun paramètre (nécessité de trouver autant de couples de valeurs des variables qu'il y a de paramètres inconnus et résolution d'un système d'équations paramétriques),
  3. ceux, intermédiaires, où on connait certains paramètres mais pas tous.

Une fois qu'on a trouvé ces paramètres, ne pas oublier d'écrire les équations horaires particulières.


3ième chose :

Répondre aux autres questions posées.

Pour cela, on se base sur les équations horaires qu'on vient de déterminer.

Dernière modification le 17/04/2026