Ch05 : Mouvement Circulaire Uniforme (MCU) et Applications

Cette série de flashcards couvre les principes fondamentaux du mouvement circulaire uniforme, les forces centripètes, le principe de sédimentation par centrifugation et la distinction entre référentiels inertiels et non inertiels.

Mouvement Circulaire Uniforme (MCU)

Mouvement caractérisé par une trajectoire circulaire où la composante parallèle de l'accélération est nulle ($a_{||} = 0$), impliquant une vitesse ($v$) constante le long de la trajectoire.

Vitesse ($v$) en MCU

Définie comme le changement de position par rapport au temps; elle est toujours tangente à la trajectoire.

Vitesse angulaire ($\omega$)

Portion d’angle balayée par unité de temps, exprimée en $\text{rad/s}$. Elle est liée à la période par la formule $\omega = \frac{2\times \text{π}}{T}$.

Période ($T$)

Temps nécessaire pour effectuer un tour complet ($360^\text{o}$ ou $2\times \text{π}$ radians).

Accélération centripète ($a_c$)

Accélération constante dirigée vers le centre du mouvement, calculée par $a_c = \frac{v^2}{r}$ ou $a_c = \text{ω}^2 \times r$.

Force centripète

Résultante des forces dans la direction perpendiculaire ($\perp$) qui cause l'accélération centripète selon la deuxième loi de Newton ($F_i = m \times a$).

Tension de la corde

Force de contact qui constitue la résultante perpendiculaire ($\perp$) dans le cas du lancer du marteau.

Frottement (virage)

Force de contact qui constitue la résultante perpendiculaire ($\perp$) lorsqu'une voiture négocie un virage.

Force gravitationnelle

Force sans contact qui constitue la résultante perpendiculaire ($\perp$) pour le mouvement des satellites et des planètes.

ISS (Station Spatiale Internationale)

Satellite qui effectue le tour de la terre toutes les $93\text{ minutes}$.

Principe d’Archimède

Lorsqu’un objet est immergé dans un fluide, le fluide exerce une force vers le haut dont la norme est égale au poids du fluide déplacé par l’objet.

Sédimentation

Processus où des particules en suspension tombent après un certain temps dépendant de leur masse. À l'équilibre, la vitesse est proportionnelle à la masse ($m$).

Centrifugation

Technique utilisée pour accélérer la sédimentation en modifiant l'accélération radiale ($a_r$) par une vitesse angulaire élevée, typiquement jusqu'à $\text{ω} = 5250\text{ rad/s}$.

Référentiel inertiel

Repère cartésien immobile ou se déplaçant à vitesse constante, où l'accélération du référentiel est nulle.

Force centrifuge

Force qualifiée de fictive car elle n’a pas d’origine physique, mais qui est ressentie dans les référentiels non inertiels comme un véhicule dans un virage.

Référentiel Terrestre

Référentiel qui n'est pas parfaitement inertiel en raison de sa rotation sur elle-même et autour du soleil, bien que ces effets soient souvent négligés sauf en gravimétrie ou astrophysique.