Lors de la fermeture d'une porte à l'aide d'une targette, on constate que le pêne avance tout droit sans tourner légèrement à gauche ou à droite, ni en bas, un tel mouvement est appelé translation rectiligne
Recherche expérimentale de la définition
Lorsqu'on ouvre une boîte d'allumette on obtient un coulisseau, perçons 3 trous A, B et C non alignés sur sa face inférieure et plaçons ce coulisseau sur une règle. A l'aide d'un crayon traçons le contour du coulisseau dans sa première position (position initiale) et déplaçons le long jusqu'à sa finale.
Schéma
On constate que chaque point du solide décrit une trajectoire qui est un segment de droite.
Un solide est dit en mouvement rectiligne lorsque tout point lui appartenant décrit une trajectoire qui est un segment de droite. Ces trajectoires sont parallèles entre elles.
Exemple: Le tiroir d'un meuble, l'aiguille d'une machine à coudre, le piston d'une seringue, le coulisseau d'une boîte d'allumette, la chute d'un corps, le pêne d'une targette à pêne rond et plat.
Toutes les translations ne sont pas rectilignes. Exemple: la pédale du plateau d'une bicyclette, le mouvement des aiguilles d'une montre, les plateaux d'une balance de Roberval.
Quelques définitions
- Trajectoire d'un point: c'est le chemin suivi par un point pendant son déplacement ou la place laissée par un point pendant son déplacement ou encore c'est l'ensemble de positions successives occupées par un point lors du déplacement du corps.
- Amplitude de translation: C'est la distance parcourue par un solide en mouvement de translation rectiligne, de sa position initiale à sa position finale. On l'exprime en mètre, on l'appelle encore course de translation.
Caractéristiques d'une translation rectiligne
Toute translation rectiligne est caractérisée par:
- La direction de translation (c'est la droite sur laquelle se déplace la droite xx')
- Le sens de translation X vers X'
- L'amplitude de translation. C'est la longueur des segments obtenus. Ces 3 caractéristiques sont représentées par un segment orienté (une flèche) appelée ordonnateur de translation et noté T donc les propriétés sont:
- Sa direction est parallèle à la direction de translation
- Son sens est le même que le sens de translation
- Sa longueur est égale à l'amplitude de translation
Propriété d'une translation rectiligne
Dans toute translation rectiligne, les trajectoires des points sont:
- Parallèles
- Parcourues dans le même sens et isométriques (ont la même longueur)
Représentation graphique
Vitesse de translation
On appelle vitesse de translation la distance parcourue pendant une unité de temps donnée, on la note: V, et obtenu par la formule V=d/t
d: est la distance parcourue (m)
t: temps en seconde (s)
V: vitesse linéaire(m/s)
Dans une translation rectiligne la vitesse linéaire est la même pour tous les points.
Exercice d'application
Pour enlever complètement le tiroir d'un meuble à l'heure met 5 secondes, déterminez la vitesse de translation de ce mouvement sachant que le tiroir a une profondeur de 60cm.
Résolution:
t=ds
V=?
d=60cm=0,6m
Calculons la vitesse linéaire
V=d/t
AN:
V=0,6/5 =0,12 m/s
V=0,12m/s.
Figures engendrées par un corps en mouvement de translation rectiligne
La figure engendrée par un corps en mouvement est la figure qui limite l'espace occupé par ce corps pendant son déplacement. Cette figure dépend de l'ordonnateur ainsi un point engendre une ligne.
Une ligne engendre une surface ou une ligne.
Une surface engendre un volume ou une surface si l'ordonnateur est parallèle à la direction de translation.
Exemples
|
Figure se déplaçant en translation |
Direction indiquée par l’ordonnée |
Figure engendrée |
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Point |
Quelconque |
Segment de droite |
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Segment de droite |
Parallèle au segment |
segment de droite |
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Perpendiculaire au segment |
Rectangle |
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Quelconque |
Parallélogramme |
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Rectangle |
Normale au rectangle |
Parallélépipède rectangle |
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Cercle |
Normale au cercle |
Cylindre |
Le guidage
Condition d'un guidage en translation rectiligne
Le déplacement d'un objet en translation rectiligne nécessite des surface des arrêtes ou des points de guidage. Ces surfaces sont de forme prismatique. Exemple: cas du pêne d'une targette à pêne plat, d'un tiroir, d'un meuble, le coulisseau d'une boîte d'allumette ou de forme cylindre Exemple: le pêne d'une targette à pêne rond ou du piston d'une seringue.
Type de guidage
On distingue 2 types de guides: le guide complet et le guidage partiel (ou incomplet)
Guidage complet
Un guidage est dit complet lorsque le guide ne permet pas à l'objet guidé de faire un déplacement autre que celui qui est prévu. Exemple: Pêne de la targette à pêne plat, coulisseau d'une boîte d'allumette, tiroir d'un meuble.
Guidage partiel
Un guidage est partiel dans le cas contraire c'est-à-dire lorsque l'objet guidé peut effectuer plus d'un mouvement Exemple: piston d'une seringue, pêne targette à pêne rond
Degré de liberté d'un guidage
C'est le nombre de mouvement que ce guidage permet à l'objet guidé d'effectuer un mouvement.
Remarque:
Lorsque le guidage est complet, le degré est égal à 1.
Limitation de la course de translation
Cette limitation se fait généralement à l'aide de 2 butées d'arrêtes. Chacune des butées correspondent à un sens de translation.
Réduction des frottements
Les frottements entre les surfaces fonctionnelles de l'objet guidé et du guide sont inévitables. Pour les réduire, il existe plusieurs procédés:
- La lubrification des surfaces si leur nature le permet Exemple: Le graissage
- Le polissage des surfaces fonctionnelles
- L'utilisation des roulements à billes, des roulements galets.
- Le choix des matériaux. Exemple: Antifriction sur k'acier est bon, le bois sur le bois est médiocre, le métal sur le métal est bon
Concours d'entrée aux grandes écoles
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