Cet article explique quelles sont les composantes intrinsèques de l'accélération et comment elles sont calculées. Ainsi, vous retrouverez la signification de chaque composante intrinsèque de l’accélération et sa formule correspondante.
Quelles sont les composantes intrinsèques de l’accélération ?
Les composantes intrinsèques de l’accélération sont les composantes vectorielles qui forment le vecteur accélération d’un corps. Autrement dit, si l’accélération est décomposée vectoriellement, ses composantes intrinsèques sont obtenues.
Pour étudier les composantes intrinsèques du vecteur accélération, un système de référence intrinsèque est utilisé dans lequel un axe est tangent à la trajectoire et l'autre axe est perpendiculaire à la trajectoire.
- Axe tangent : la direction de l'axe est tangente à la trajectoire et la direction positive de l'axe est équivalente à la direction de la vitesse à cet instant.
- Axe normal : la direction de l'axe est perpendiculaire à la trajectoire et la direction positive de l'axe est celle qui est dirigée vers le centre de courbure de la trajectoire.
Quelles sont les composantes intrinsèques de l’accélération ?
Les composantes intrinsèques de l’accélération sont :
- Accélération centripète (a c ) : c'est la composante intrinsèque de l'accélération responsable du changement de direction de la vitesse.
- Accélération tangentielle (à t ) : c'est la composante intrinsèque de l'accélération responsable du changement de l'amplitude de la vitesse.
Les deux composantes intrinsèques de l’accélération sont perpendiculaires l’une à l’autre. Par conséquent, l’amplitude de l’accélération est égale à la racine carrée de la somme des carrés de ses composantes intrinsèques.
Chaque type de composante intrinsèque de l’accélération est expliqué plus en détail ci-dessous.
Accélération centripète
L'accélération centripète , également appelée accélération normale ou accélération radiale , est la composante intrinsèque de l'accélération qui provoque le changement de direction de la vitesse d'un corps. L'accélération centripète est perpendiculaire à la vitesse du mobile et pointe vers le centre de la courbure de la trajectoire.
Par conséquent, l’accélération centripète est la composante vectorielle de l’accélération qui rend le mouvement curviligne plutôt que rectiligne. Ainsi, si le corps n’avait pas d’accélération centripète, il continuerait en ligne droite et n’effectuerait donc pas le mouvement de rotation.
La formule pour calculer cette composante intrinsèque de l’accélération est la suivante :
Où:
-
est l'accélération centripète (ou accélération normale). -
est la vitesse du corps. -
est le rayon de courbure.
accélération tangentielle
L'accélération tangentielle , également appelée accélération linéaire , est la composante intrinsèque de l'accélération tangente à la trajectoire. Ainsi, l’accélération tangentielle indique la variation de l’ampleur de la vitesse d’un corps.
Par conséquent, si l’amplitude de la vitesse d’un corps ne varie pas, l’accélération tangentielle d’un corps sera nulle. L'accélération tangentielle n'existe que lorsque l'amplitude de la vitesse varie, que la vitesse change de direction ou non.
La formule pour calculer cette composante intrinsèque de l’accélération est la suivante :
Où:
-
est l'accélération tangentielle. -
est l'augmentation de la vitesse. -
est la variation temporelle. -
est la vitesse finale. -
est la vitesse initiale. -
est l'instant final. -
est l'instant initial.
Types de mouvements selon les composantes intrinsèques de l'accélération
Vous trouverez ci-dessous un tableau qui résume le type de mouvement qu'un corps décrit en fonction des valeurs des composantes intrinsèques de l'accélération.