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Le repérage dans l'espace et le temps
1. Le point matériel comme représentation
Pour décrire plus simplement les mouvements d' un corps, on assimile souvent ce dernier
à un point appelé point matériel.
Un corps matériel peut être assimilé à un point s'il ne roule pas sur lui-même et si ses
dimensions caractéristiques sont petites par rapport aux di stances qu'il parcourt.
Un point matériel est un point géométrique dont la position peut être parfaitement
définie par trois coordonnées seulement.
En mécanique, il est essentiel de définir le système avant toute étude ou calcul. Ensuite
en mécanique du point, pour simplifier, on assimile ce système à un point matériel.
2. Le choix d'un repère et d'un référentiel
Pour décrire la position d ' un objet dans l' espace, il est nécessaire de disposer d' une référence. Par exemple, un homme assis dans un train est immobile par rapport au wagon,
mais en mouvement par rapport à la Terre. Ainsi, pour déterminer le mouvement d' un
point, on se rapporte à un solide S supposé indéformable qui doit être défini clairement.
Ce solide constitue le référentiel d'étude (R).
Ensuite, on repère les points de l'espace dans ce référentiel à l'aide d'un repère orthonormé direct, soit un point origine particulier au solide S (souvent on prend le centre
de gravité de S) et trois axes orthogonaux formant un trièdre direct. Plusieurs repères
ou systèmes de coordonnées peuvent alors être choisis en fonction notamment de la
géométrie du problème.
L'importance des schémas
Un bon schéma est la clef de la résolution de tout problème de mécanique. Comme l'objectif est de décrire ici des mouvements dans l'espace, il est particulièrement important
de savoir faire des dessins en perspective, et de savoir réaliser les projections adéquates
selon des plans bien choisis. Ce point sera détaillé lors de la présentation des systèmes
de coordonnées.
3. Le repérage dans le temps
La géométrie dans l' espace ne suffit pas à décrire les mouvements en mécanique. Il est
nécessaire d'introduire la notion d'événement décrivant un phénomène instantané. On
dit qu'on établit une chronologie lorsqu'on sai t classer une succession d'événements. Un
phénomène physique se décrit donc par le lieu où il se produit mais aussi par l' instant
où il se produit.
La mécanique classique repose sur une hypothèse essentielle : le temps est considéré
comme absolu et universel. Cela signifie que la notion de temps est indépendante du
référentiel et du mouvement. Ainsi, un intervalle de temps entre deux événements est
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Le repérage dans l'espace et le temps
1. Le point matériel comme représentation
Pour décrire plus simplement les mouvements d' un corps, on assimile souvent ce dernier
à un point appelé point matériel.
Un corps matériel peut être assimilé à un point s'il ne roule pas sur lui-même et si ses
dimensions caractéristiques sont petites par rapport aux di stances qu'il parcourt.
Un point matériel est un point géométrique dont la position peut être parfaitement
définie par trois coordonnées seulement.
En mécanique, il est essentiel de définir le système avant toute étude ou calcul. Ensuite
en mécanique du point, pour simplifier, on assimile ce système à un point matériel.
2. Le choix d'un repère et d'un référentiel
Pour décrire la position d ' un objet dans l' espace, il est nécessaire de disposer d' une référence. Par exemple, un homme assis dans un train est immobile par rapport au wagon,
mais en mouvement par rapport à la Terre. Ainsi, pour déterminer le mouvement d' un
point, on se rapporte à un solide S supposé indéformable qui doit être défini clairement.
Ce solide constitue le référentiel d'étude (R).
Ensuite, on repère les points de l'espace dans ce référentiel à l'aide d'un repère orthonormé direct, soit un point origine particulier au solide S (souvent on prend le centre
de gravité de S) et trois axes orthogonaux formant un trièdre direct. Plusieurs repères
ou systèmes de coordonnées peuvent alors être choisis en fonction notamment de la
géométrie du problème.
L'importance des schémas
Un bon schéma est la clef de la résolution de tout problème de mécanique. Comme l'objectif est de décrire ici des mouvements dans l'espace, il est particulièrement important
de savoir faire des dessins en perspective, et de savoir réaliser les projections adéquates
selon des plans bien choisis. Ce point sera détaillé lors de la présentation des systèmes
de coordonnées.
3. Le repérage dans le temps
La géométrie dans l' espace ne suffit pas à décrire les mouvements en mécanique. Il est
nécessaire d'introduire la notion d'événement décrivant un phénomène instantané. On
dit qu'on établit une chronologie lorsqu'on sai t classer une succession d'événements. Un
phénomène physique se décrit donc par le lieu où il se produit mais aussi par l' instant
où il se produit.
La mécanique classique repose sur une hypothèse essentielle : le temps est considéré
comme absolu et universel. Cela signifie que la notion de temps est indépendante du
référentiel et du mouvement. Ainsi, un intervalle de temps entre deux événements est