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:
Nous choisissons une trajectoire avec une orientation positive orientée vers la droite.
Solution
a) Nous voulons trouver une fonction du type
\[
\begin{gather}
\bbox[#99CCFF,10px]
{S=S_0+vt}
\end{gather}
\]
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
\[
\begin{gather}
\bbox[#FFCCCC,10px]
{S=-150-40t}
\end{gather}
\]
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).