Cinématique
L'accéléromètre
Un pendule, ou fil à plomb, suspendu au plafond d'un véhicule peut servir d'accéléromètre. En mesurant l'angle que fait le pendule par rapport à la verticale il est possible de déterminer l'accélération du véhicule.


Lorsque le véhicule accélère vers la gauche, l'accéléromètre
s'éloigne de sa position d'équilibre (vers la droite)

Le schéma suivant permet d'établir le lien entre l'angle de déviation de l'accéléromètre et l'accélération du véhicule. L'accéléromètre peut être constitué d'un simple fil (de masse négligeable) au bout duquel est attachée une bille de masse m.

L'accélération du véhicule selon l'axe x est la même que celle de l'accéléromètre :

(1)  SFx = Tsinq  =  m ax 

Il y a équilibre des forces selon l'axe y :

(2)  SFy = Tcosq  - mg =  0

En éliminant la tension T des deux équations précédentes on trouve que...

ax = g tanq

Questions :
1. Si l'angle de l'accéléromètre est de 24 degrés vers l'arrière (comme sur le schéma), 
quelle est l'accélération du véhicule ?
2. Si le véhicule freine à un taux de 9,5 m/s2, quelle sera la déviation de l'accéléromètre ?
3. Quelle sera la déviation de l'accéléromètre si le véhicule tourne vers l'est sur une trajectoire 
circulaire de 50 m de rayon alors que sa vitesse est de 45 km/h vers le nord ?

Réponses :
1.
4,36 m/s2 (vers l'avant) 2. 44,1o vers l'avant du véhicule 3. 17,7o vers l'ouest

 

 

http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/rfoy
(1998-2009) La physique en ligne