Mouvement d'un objet

Décrire un mouvement

Pour savoir si un objet bouge ou non, il faut choisir un point de vue appelé référentiel. Un même objet peut être en mouvement par rapport à un observateur et au repos par rapport à un autre.

Mise en pratique

Exercice : Un passager est assis dans un train qui roule. Est-il en mouvement ou au repos ?

Solution : Par rapport au train (référentiel), le passager est au repos car sa position ne change pas. Par rapport au sol (autre référentiel), il est en mouvement car sa position change.

Trajectoire d'un objet

La trajectoire représente l'ensemble des positions successives occupées par un objet en mouvement. Elle correspond au chemin parcouru par l'objet au cours de son déplacement.

Types de trajectoires

Il existe trois types principaux de trajectoires. Une trajectoire rectiligne est une ligne droite, une trajectoire circulaire forme un cercle, et une trajectoire curviligne est une courbe quelconque.

• Trajectoire rectiligne : ligne droite, direction constante
• Trajectoire circulaire : cercle, direction variable
• Trajectoire curviligne : courbe quelconque

Mise en pratique

Exercice : Qu'est-ce que la trajectoire d'une bille qui roule sur une table ?

Solution : C'est l'ensemble de tous les endroits successifs où se trouve la bille pendant son déplacement sur la table.

Exercice : Identifie le type de trajectoire : une voiture qui suit une autoroute droite.

Solution : La trajectoire est rectiligne car la voiture se déplace en ligne droite.

Direction du mouvement

La direction du mouvement dépend de la forme de la trajectoire. Dans un mouvement rectiligne, la direction de la vitesse reste constante. Dans un mouvement circulaire, la direction de la vitesse change à chaque instant.

Idées essentielles

• Mouvement rectiligne : direction constante
• Mouvement circulaire : direction qui varie continuellement
• La vitesse est toujours tangente à la trajectoire

Mise en pratique

Exercice : Sur un manège, la direction du mouvement change-t-elle ?

Solution : Oui, car la trajectoire est circulaire. La direction de la vitesse change à chaque instant pour rester tangente au cercle.

Vitesse et durée du mouvement

La vitesse mesure la distance parcourue en un temps donné. Elle se calcule avec la formule $v=\frac{d}{\mathrm{\Delta }t}$ où v est la vitesse en mètres par seconde (ms), d la distance en mètres (m), et Δt la durée en secondes (s).

Mouvement uniforme ou non uniforme

Un mouvement est uniforme quand la vitesse reste constante. Si la vitesse augmente, le mouvement est accéléré. Si elle diminue, il est ralenti.

Mise en pratique

Exercice : Un cycliste parcourt 100 m en 20 s. Calcule sa vitesse.

Solution : $v=\frac{d}{\mathrm{\Delta }t}=\frac{100}{20}=5$ ms. Le cycliste roule à 5 mètres par seconde.

Exercice : Une voiture freine avant un feu rouge. Quel est le type de son mouvement ?

Solution : Le mouvement est ralenti car la vitesse de la voiture diminue jusqu'à l'arrêt complet.

Représenter le mouvement dans le temps

La chronophotographie est une technique qui permet de visualiser le déplacement d'un objet en photographiant ses positions successives à intervalles de temps réguliers. Cela aide à analyser le mouvement et estimer la vitesse.

Mise en pratique

Exercice : Sur une chronophotographie, les positions d'une balle s'éloignent de plus en plus. Que peut-on dire de son mouvement ?

Solution : Le mouvement est accéléré car la balle parcourt des distances de plus en plus grandes dans le même intervalle de temps, donc sa vitesse augmente.

Exemples de mouvements dans la vie quotidienne

Les mouvements sont partout autour de nous : un train qui roule, un ballon qu'on lance, la Lune qui orbite autour de la Terre, une voiture qui avance. Chacun possède des caractéristiques différentes en termes de trajectoire, de vitesse et de régularité.

Exemples courants

• Train : trajectoire rectiligne, vitesse souvent uniforme
• Ballon lancé : trajectoire curviligne, vitesse ralentie
• Lune : trajectoire circulaire autour de la Terre
• Voiture en ville : trajectoire variable, vitesse non uniforme

Mise en pratique

Exercice : Décris le mouvement d'un vélo qui descend une pente sans pédaler.

Solution : Trajectoire rectiligne (si la pente est droite), mouvement accéléré car la vitesse augmente sous l'effet de la pesanteur.

Exercice : Dessine la trajectoire d'une voiture qui fait le tour d'un rond-point.

Solution : La trajectoire est circulaire : dessine un cercle pour représenter le parcours de la voiture autour du rond-point.

Définitions

Accéléré

Mouvement dont la vitesse augmente au cours du temps.

Chronophotographie

Technique consistant à photographier un objet à intervalles de temps réguliers pour visualiser son mouvement.

Circulaire

Trajectoire en forme de cercle.

Curviligne

Trajectoire en forme de courbe quelconque.

Déplacement

Changement de position d'un objet entre deux instants.

Distance

Longueur du trajet parcouru par un objet.

Intervalle de temps

Durée constante séparant deux positions successives.

Mouvement

État d'un objet dont la position change au cours du temps par rapport à un référentiel.

Position

Lieu occupé par un objet à un instant donné.

Ralenti

Mouvement dont la vitesse diminue au cours du temps.

Rectiligne

Trajectoire en ligne droite.

Référentiel

Objet ou système par rapport auquel on observe et décrit le mouvement.

Repos

État d'un objet dont la position ne change pas au cours du temps par rapport à un référentiel.

Trajectoire

Ensemble des positions successives occupées par un objet en mouvement.

Uniforme

Mouvement dont la vitesse reste constante au cours du temps.

Vitesse

Rapport entre la distance parcourue et la durée du déplacement.