ACCÉLÉRATION NÉGATIVE: FORMULES, CALCULS ET EXERCICES RÉSOLUS - PHYSIQUE - 2025

L' accélération négative survient lorsque le changement ou la variation de vitesse sur une période de temps a un signe négatif. Observez le chien sur l'image s'amuser sur la plage. Le sable ralentit son mouvement, ce qui signifie qu'il y a une accélération opposée à la vitesse qu'il porte.

Cette accélération peut être considérée comme négative, par opposition à la vitesse, qui est déclarée positive. Bien qu'une accélération négative n'entraîne pas toujours une réduction de vitesse.

Le chien s'amuse à freiner dans le sable. Une accélération de freinage peut être considérée comme une accélération négative. Source: Pixabay.

Dans un mouvement unidimensionnel, la direction d'avance est généralement considérée comme positive, c'est-à-dire la direction de la vitesse. C'est ce qui a été considéré précédemment: chez le chien de la figure, la direction positive est celle qui va de la queue à la tête.

Avant de s'enfoncer les pattes dans le sable, le chien est venu avec une certaine vitesse v en avant, c'est-à-dire positive. Ensuite, le sable ralentit jusqu'à ce qu'il s'arrête, c'est-à-dire une vitesse finale nulle.

Supposons que tout cela se soit produit dans une période Δt. L'accélération pendant ce temps sera calculée comme ceci:

Dans l'équation ci-dessus v> 0, Δt> 0 puis a <0, c'est-à-dire une accélération négative (a <0). Étant donné que la direction de la vitesse au départ a été considérée comme positive, une accélération négative signifie que l'accélération est dirigée loin de la vitesse. Par conséquent, il est conclu que:

Par conséquent, nous pouvons établir que:

• Lorsque la vitesse et l'accélération ont le même signe, quel que soit le signe, la vitesse augmente. Dans un tel cas, la vitesse devient plus positive ou plus négative, selon le cas.
• Lorsque la vitesse et l'accélération ont des signes opposés, la vitesse diminue.

Formules de calcul de l'accélération

Quel que soit le signe qu'elle a, l'accélération moyenne a _m entre les instants t et t 'est calculée par la formule suivante:

L'accélération moyenne fournit des informations globales sur la façon dont la vitesse a changé dans l'intervalle de temps considéré. De son côté, l'accélération instantanée offre le détail de l'évolution de la vitesse à chaque instant. Ainsi, pour un instant t donné, l'accélération est calculée par la formule suivante:

-Exemple 1

A l'instant initial t = 0,2 s, un objet a une vitesse de 3 m / s. Plus tard, à l'instant t '= 0,4 s, il a une vitesse de 1 m / s. Calculez l'accélération moyenne entre les instants t et t 'et interprétez le résultat.

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-Exemple 2

A l'instant initial t = 0,6 s, un objet a une vitesse de -1 m / s. Ensuite, à l'instant t '= 0,8 s, il a une vitesse de -3 m / s. Calculez l'accélération moyenne entre les instants t et t '. Interprétez le résultat.

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En conclusion, à la fin de l'intervalle de temps, la vitesse est devenue encore plus négative (-3m / s).

Cela signifie-t-il que le mobile ralentit son mouvement? Non. Le signe moins dans la vitesse signifie seulement qu'il va en arrière et plus vite, car aller à -3 m / s va plus vite qu'à -1m / s, la vitesse qui était au début.

La vitesse, qui est le module de la vitesse, a augmenté malgré une accélération négative. Je veux dire, cet objet s'est accéléré. Par conséquent, nous concluons:

-Exemple 3-Le vomissement vertical

Prenons l'exemple suivant: un objet a une vitesse instantanée donnée par l'expression suivante, avec toutes les unités du système international:

Trouvez la vitesse et l'accélération pour les temps 0s, 0,5s et 1,0s. Dans chaque cas, indiquez si l'objet accélère ou ralentit.

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La vitesse à chacun des instants indiqués est trouvée en substituant t directement dans l'équation. L'accélération est trouvée en dérivant l'expression donnée en fonction du temps, puis en évaluant le résultat à chacun des instants donnés.

Les résultats sont les suivants:

L'accélération est constante et négative pour tous les mouvements. Il est désormais possible de décrire ce qui est arrivé au mobile lors de ses déplacements.

Au temps t = 0 s, le mobile ralentissait. Cela suit immédiatement puisque la vitesse est positive et l'accélération est négative.

A l'instant t = 0,5 s le mobile s'est arrêté, au moins momentanément il était au repos. Il n'est pas impossible pour un mobile de s'arrêter même lorsqu'il est accéléré. L'exemple le plus palpable est celui du lancer vertical vers le haut.

Les diplômés penchent verticalement vers leur casquette. Source: Pexels.

Lorsqu'un mobile est projeté verticalement vers le haut, il parvient à atteindre une hauteur maximale. Si la direction positive est choisie dans ce sens, ce qui est presque toujours fait, pendant le temps qu'il faut pour atteindre ce point maximum, le mobile aura une vitesse positive.

Mais la gravité existe depuis tout le temps. Et il est toujours dirigé verticalement vers le bas, peu importe si l'objet monte ou descend. Naturellement, elle réussit à faire ralentir progressivement le mobile jusqu'à ce qu'il s'arrête un instant.

Le mobile inverse immédiatement sa vitesse et retourne au sol. Dans ce cas, la vitesse est négative car elle pointe également vers le sol. Par conséquent, la gravité fait augmenter de plus en plus la vitesse.

La valeur de l'accélération de la pesanteur a été estimée à 9,8 m / s ², arrondie à 10 m / s ² pour les calculs. L'objet de l'exemple peut très bien avoir été projeté vers le haut avec une vitesse initiale de 5 m / s.

Enfin à t = 1,0 s, la vitesse du mobile est négative. S'il s'agit d'un lancement vertical vers le haut, en l'absence de frottement, cela signifie qu'il repasse par le point de départ, mais cette fois il va vers le bas, au lieu de vers le haut.

En conclusion, une accélération négative ne signifie pas forcément que le mobile ralentit. Au contraire, le mobile pourrait aller de plus en plus vite. Il s'agit de se demander si les signes de vitesse et d'accélération sont identiques ou non.

Références

1. Walker, J. 2010. Physique. Quatrième édition. Addison Wesley. 26-30.