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Partie 1 : Introduction - Exemple - Définition - Repérage

1 Exemple

Exemple

On considère un solide (S) en mouvement de rotation autour d'un axe fixe $(\Delta)$.

Rotation d'un solide autour d'un axe fixe $(\Delta)$

Observations
  • Les points A et B décrivent des trajectoires circulaires centrées sur l'axe $(\Delta)$.
  • Les points M et N situés sur l'axe $(\Delta)$ sont immobiles.

2 Définition

Définition

Un solide possède un mouvement de rotation autour d'un axe fixe $(\Delta)$ si :

  • Tous les points du solide décrivent des trajectoires circulaires centrées sur l'axe de rotation.
  • Sauf les points qui appartiennent à cet axe (ils sont immobiles).
À retenir
  • L'axe de rotation est fixe dans le référentiel d'étude.
  • Chaque point du solide a un mouvement circulaire.
  • Le rayon de la trajectoire est la distance du point à l'axe.

3 Repérage d'un point du solide

Soit M un point quelconque choisi sur la trajectoire circulaire. On oriente la trajectoire dans un sens arbitraire.

Repérage du point M sur sa trajectoire circulaire

Abscisse angulaire

On appelle abscisse angulaire du point M à un instant t la valeur algébrique de l'angle :

$$\theta = (\overrightarrow{OM_0}, \overrightarrow{OM})$$

L'unité de l'abscisse angulaire est le radian (rad).

Abscisse curviligne

On appelle abscisse curviligne du point mobile M à un instant t la valeur algébrique de l'arc :

$$s = \overset{\frown}{M_0M}$$

L'unité de l'abscisse curviligne est le mètre (m).

s est une grandeur algébrique, son signe dépend de l'orientation de la trajectoire.

Relation entre s et θ

L'abscisse curviligne et l'abscisse angulaire sont proportionnelles :

$$s = r \cdot \theta$$

où $r$ est le rayon de la trajectoire circulaire (distance du point M à l'axe $(\Delta)$).

Résumé
  • Abscisse angulaire θ : angle en radians (rad)
  • Abscisse curviligne s : arc en mètres (m)
  • Relation : $s = r \cdot \theta$
  • Le signe de s et θ dépend du sens de parcours choisi.