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Le mouvement de translation rectiligne

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

Mouvement de translation rectiligne
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

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 translationDirection indiquée par l’ordonnéeFigure engendrée
PointQuelconqueSegment de droite
Segment de droiteParallèle au segmentsegment de droite
Perpendiculaire au segmentRectangle
QuelconqueParallélogramme
RectangleNormale au rectangleParallélépipède rectangle
CercleNormale au cercleCylindre

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
1 décembre 2021
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