Trajectoire en spirale, concours Ecole Nationale de l'Aviation Civile 2025.

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On note (vr et vq) les composantes de la vitesse de M et (ar, aq) celles de l'accélération. On note v la norme de la vitesse et a celle de l'accélération.
Les équations horaires du mouvement de M sont :
r(t) = r0 exp(-t/ t) et q(t) = Wt.
avec r0, t et W des constantes positives.
On prendra r0 = 1 m, t = 2,5 s et W= 0,3 rad/s.
1. A quelle date t1 la composante radiale du vecteur OM vaut-elle le dixième de sa valeur initiale ?
r(t) = r0 exp(-t/ t) ;
r0 / 10 =
r0 exp(-t1/ t) ;
0,1 = exp(-t1 /
t) ; ln(0,1) -ln(10)= -t1 / t ; t1 = t ln(10). Réponse B.

2. Exprimer les composantes de la vitesse de M.

vr = -r0/ t
exp(-t/ t) ; vq= r0 W exp(-t/ t) . Réponses B et C.
3. Exprimer les composantes de l'accélération de M.

ar= r0/t2 exp(-t/t) -rW2
exp(-t/t).
aq = -2r W
exp(-t/t). Réponses A et D.

4. Donner l'expression des normes de la vitesse et de l'accélération de M.

Réponses B et C.

5. Que vaut le rapport a / v ?

Réponse B.

6. On note a l'angle que forme à tout instant le vecteur vitesse de M avec son vecteur position.

Réponses C et D.

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