Pour étudier le mouvement parfois complexe d’un objet, on peut toujours le ramener à une combinaison de deux grands types de mouvements : mouvement de rotation et mouvement de translation.
1 - Les deux types de mouvement
A. Mouvement de rotation (ou mouvements circulaires)
Un solide est en rotation autour d’un axe si tous ses points décrivent des cercles centrés sur l’axe (exemple : les pales d’une éolienne).
B. Mouvement de translation (ou mouvements linéaires)
Un solide est en translation si tous ses points ont des trajectoires superposables. Il existe des translations rectilignes, circulaires et curvilignes (exemple : un ascenseur).
2 - La transmission de mouvement (mouvement d’entrée = mouvement de sortie)
La transmission de mouvement permet de garder le même mouvement à l’entrée et à la sortie d’un dispositif mais néanmoins d’en modifier certains paramètres :
– la direction (du mouvement pour les translations et l’axe pour les rotations) ;
– le sens ;
– la vitesse (démultiplication ou surmultiplication).
Exemple: objets ayant une transmission de mouvement de rotation (Rotation → Rotation) : bicyclette, essoreuse à salade à poignée.
Lorsqu’on fait tourner le pédalier (mouvement de rotation), la chaine entraine un pignon de la roue arrière (mouvement de rotation).
Un engrenage est constitué de deux roues dentées qui s’entrainent mutuellement. C’est la roue comptant le plus petit nombre de dents qui fait le plus de tours. Les deux roues tournent en sens inverse. Il existe un lien entre le nombre de dents et la vitesse de rotation des roues. Si la roue motrice R1 possède Z1 dents et la roue entraînée R2 possède Z2 dents, on a alors le rapport des vitesses qui est égal à l’inverse du rapport du nombre de dents : V2 / V1 = Z1 / Z2
Il est important de repérer :
– le nombre de dents de chacune des roues ;
– la roue motrice (qui impose le mouvement) et la roue entrainée (qui subit le mouvement) ;
– le nombre de tours effectués pour chacune des roues.
Exemple : objet ayant une transmission de mouvement de translation (Translation → Translation) : poulie.
L’ouvrier tire sur la corde (mouvement de translation) et les briques remontent (mouvement de translation).
3 - La transformation de mouvement (mouvement d’entrée ≠ mouvement de sortie)
La transformation de mouvement permet de changer la nature du mouvement.
Exemple : objets ayant une transformation de mouvement de rotation en mouvement de translation (Rotation →Translation) : étau, treuil.
Quand on tourne la manivelle (mouvement de rotation), le seau remonte (mouvement de translation).
Exemple: objets ayant une transformation de mouvement de translation en mouvement de rotation (Translation → Rotation) : pantin animé, carte animée.
Quand on tire sur la ficelle (mouvement de translation), les membres tournent autour des attaches parisiennes (mouvement de rotation).
Je m'entraine
Est-ce que la loupe binoculaire illustre une transmission ou une transformation de mouvement ? Justifiez.
