Exercice Résolu sur les Mouvement Unidimensionnel
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Un motard se déplace dans la direction opposée à l'orientation de la trajectoire, sa vitesse, en module, est de 40 m/s et à l'instant initial sa position est de −150 m. Déterminer:
a) L'équation horaire qui décrit le mouvement de ce motard;
b) L'instant où il passe par l'origine.

Données du problème:

  • Module de la vitesse du motard: |v| = 40 m/s;
  • Position à l'instant initial: S0 = −150 m.

Schéma du problème:

Figure 1

Nous choisissons une trajectoire avec une orientation positive orientée vers la droite.

Solution:

a) Nous voulons trouver une fonction du type

\[ \begin{gather} \bbox[background:#99CCFF; padding:10px; border-radius:10px;] {S=S_0+vt} \end{gather} \]

la position initiale est déjà donnée dans le problème, S0 = −150 m, comme le motard se déplace en sens inverse de l'orientation de la trajectoire et sa vitesse est (v<0), v = −40 m/s. Par conséquent, la fonction recherchée sera

\[ \begin{gather} \bbox[background:#FFCCCC; padding:10px; border-radius:10px;] {S=-150-40t} \end{gather} \]

b) Quand le motard passe par l'origine, nous avons S = 0, en remplaçant cette valeur dans l'expression trouvée à la question (a)

\[ \begin{gather} 0=-150-40t \\[5pt] 40t=-150 \\[5pt] t=-\frac{150}{40} \\[5pt] t=-3,75\;\mathrm{s} \end{gather} \]

Comme il n'existe pas de temps négatif, cela signifie que le motard ne passe pas par l'origine de la trajectoire (il commence le mouvement à gauche de l'origine et se déplace vers la gauche en s'éloignant de plus en plus de l'origine).

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