Fréquence linéaire et fréquence de rotation

La fréquence de rotation $n$ d’un objet correspond au nombre de tours qu’il effectue en une seconde, autour de son axe de rotation. Elle s’exprime donc en tour par seconde $\rm (tr/s)$.

Pour déterminer expérimentalement la fréquence de rotation d’un objet en mouvement de rotation autour d’un axe, on utilise :

• soit un tachymètre, appareil qui compte le nombre de rotations effectuées par seconde ;
• soit un stroboscope, qui envoie des flashes lumineux dont la fréquence peut être réglée : lorsqu’elle correspond à celle de l’objet en rotation, celui-ci apparaît fixe pour l’observateur.

La période $\rm T$ d’un mouvement de rotation correspond à la durée d’un tour. Elle s’exprime donc en seconde $\rm (s)$.

Fréquence et période de rotation sont reliées par la relation : $n=\rm 1/T$.

La vitesse linéaire $v$ d’un objet en rotation autour d’un axe correspond à la distance en mètre parcourue par cet objet en une seconde. Elle s’exprime donc en mètre par seconde $\rm (m/s)$.

La vitesse linéaire $v$ est proportionnelle à la fréquence de rotation et se calcule à l’aide de la relation :

$v=2\times \pi \times \mathrm R \times n$

Avec :

• $\rm R$ : rayon de la trajectoire, en mètre $\rm (m)$
• $n$ : fréquence de rotation, en tours par seconde $\rm (tr/s)$

La vitesse d’une voiture correspond donc à la vitesse linéaire d’un point de la surface du pneu au contact de la chaussée.