Le mouvement et le temps

Chap.I Étude d’un mouvement

I. Mouvement ou repos?I. Mouvement ou repos?I.1 activité 1:Relativité du mouvementI.1 activité 1:Relativité du mouvement

Y X est- il en mouvement par rapport à Y?

X A B C Bus R

AB

CB

us

R

Pour un même objet les réponses diffèrentPour un même objet les réponses diffèrent

Un objet peut être :Un objet peut être :

- Au repos Au repos

- En mouvementEn mouvement

Selon l’objet auquel on se rapporteSelon l’objet auquel on se rapporte

On dit qu’il a un caractère On dit qu’il a un caractère relatifrelatif

I.2 RéférentielI.2 Référentiel

a) Définitiona) Définition

Un référentiel est un solide Un référentiel est un solide pris comme pris comme référenceréférence par rapport auquel on étudie le par rapport auquel on étudie le mouvement d’autres objetmouvement d’autres objet

b) Exemples de référentielsb) Exemples de référentiels

1/le référentiel terrestre1/le référentiel terrestre

c’est le référentiel constitué par la Terre ou c’est le référentiel constitué par la Terre ou un objet lié à la terreun objet lié à la terre- une salle de classe- une salle de classe- le bord d’une route- le bord d’une route

b) Exemples de référentielsb) Exemples de référentiels

2/Le référentiel géocentrique2/Le référentiel géocentrique :  :

c’est le référentiel constitué par le centre c’est le référentiel constitué par le centre de la Terre et trois étoiles lointaines de la Terre et trois étoiles lointaines

2/Le référentiel géocentrique2/Le référentiel géocentrique

3/Le référentiel héliocentrique3/Le référentiel héliocentrique

I.3 Les outils pour décrire le I.3 Les outils pour décrire le mouvementmouvement

Pour décrire avec précision le mouvement Pour décrire avec précision le mouvement d’un point il faut:d’un point il faut:

Un repère d’espaceUn repère d’espace fixé sur le référentiel fixé sur le référentiel choisi pour avoir les coordonnées du pointchoisi pour avoir les coordonnées du point

(nécessite un repère orthonormé)(nécessite un repère orthonormé)

Un repère de tempsUn repère de temps pour le situer dans le pour le situer dans le temps temps

(nécessité d’un chronomètre)(nécessité d’un chronomètre)

I.3 Les outils pour décrire le I.3 Les outils pour décrire le mouvementmouvement

z

x

y

I.3 Les outils pour décrire le I.3 Les outils pour décrire le mouvementmouvement

Exemple : Exemple : Le mouvement du personnage A sur le Le mouvement du personnage A sur le plan de la route par rapport au plan de la route par rapport au personnage C peut être reconstitué à personnage C peut être reconstitué à l’aide de ses l’aide de ses coordonnéescoordonnées au cours du au cours du tempstemps

A0

A11

Position initiale de A à t0 =0s

Position de A à t11 =0.55s

II. Les enregistrements de II. Les enregistrements de mouvementmouvement

Ils doivent renseigner Ils doivent renseigner

- les positions successives du points- les positions successives du points

- et à quelle instant il les occupe- et à quelle instant il les occupe

II.1 La chronophotographieII.1 La chronophotographie

On superpose des On superpose des images images successives prises successives prises à intervalle de à intervalle de temps égaux temps égaux ( noté ( noté ou dt ou ou dt ou tt))On précise On précise l’échelle des l’échelle des distancesdistances

ttmsms

Echelle :1/4Echelle :1/4

II.2 La table à coussin d’airII.2 La table à coussin d’air

II.2 La table à coussin d’airII.2 La table à coussin d’air

t=25ms

Les arcs électriques produits à intervalle de temps égaux(réglables) laissent des traces d’un point du palet autoporteur sur une feuille de papier

II.3 l’enregistrement vidéoII.3 l’enregistrement vidéo

Ils sont constitués d’images qui se Ils sont constitués d’images qui se succèdent à intervalle de temps égaux succèdent à intervalle de temps égaux (généralement (généralement = 40ms) = 40ms)

III. TrajectoireIII. Trajectoire

III.1 DéfinitionIII.1 Définition

La trajectoire d’un point est la courbe La trajectoire d’un point est la courbe décrite par l’ensemble des positions décrite par l’ensemble des positions successives que ce point occupe au cours successives que ce point occupe au cours du mouvementdu mouvement

III.2 Types de trajectoiresIII.2 Types de trajectoires

Si la Si la trajectoire est trajectoire est une droite une droite

le le mouvement mouvement est est

rectilignerectiligne

III.2 Types de trajectoiresIII.2 Types de trajectoires

Si la trajectoire Si la trajectoire est une courbe est une courbe

le mouvement le mouvement est est

curvilignecurviligne

III.2 Types de trajectoiresIII.2 Types de trajectoires

Si la trajectoire Si la trajectoire est un cercle est un cercle

le mouvement est le mouvement est

circulairecirculaire

IV. La trajectoire dépend elle du IV. La trajectoire dépend elle du référentiel?référentiel?

IV.1 Activité:IV.1 Activité:

Trajectoires Trajectoires du point d’une du point d’une roue de vélo roue de vélo dans deux dans deux référentiels référentiels différentsdifférents

Trajectoires dans deux référentielsTrajectoires dans deux référentiels

dans un référentiel lié au cadre du vélo

dans un référentiel terrestre

IV. La trajectoire dépend elle du IV. La trajectoire dépend elle du référentiel?référentiel?

II.2 conclusionII.2 conclusion

La trajectoire d’un point La trajectoire d’un point dépend du référentiel dépend du référentiel d’étuded’étude

III. Vitesse moyenne d’un pointIII. Vitesse moyenne d’un point

III.1 DéfinitionIII.1 Définition

La vitesse moyenne La vitesse moyenne vv, entre deux , entre deux positions, est le quotient de la distance positions, est le quotient de la distance dd parcourue par la durée parcourue par la durée t t qui s’est écoulé qui s’est écoulé entre les dates de passages par ces deux entre les dates de passages par ces deux positionspositions

V =V =dd

tt

III. Vitesse moyenne d’un pointIII. Vitesse moyenne d’un point

III.2 UnitésIII.2 Unités

- unité S.I. - unité S.I.

d d mmtt s s

v v m.s m.s-1-1

- autre- autre unitéunité

vv km.h km.h-1-1

III. Vitesse moyenne d’un pointIII. Vitesse moyenne d’un point

III.3 Évolution de la vitesseIII.3 Évolution de la vitesseSi au cours du mouvement la vitesse est Si au cours du mouvement la vitesse est constanteconstante on dit que le mouvement est on dit que le mouvement est uniformeuniformeSi au cours du mouvement la vitesse Si au cours du mouvement la vitesse augmenteaugmente on dit que le mouvement est on dit que le mouvement est accéléréaccéléréSi au cours du mouvement la vitesse Si au cours du mouvement la vitesse diminuediminue on dit que le mouvement est on dit que le mouvement est retardéretardé

III. Vitesse moyenne d’un pointIII. Vitesse moyenne d’un point

III.4 Application activité 3 .IIIII.4 Application activité 3 .II

Caractériser les mouvements en fonction Caractériser les mouvements en fonction de la trajectoire et en fonction de de la trajectoire et en fonction de l’évolution de la vitesse au cours du tempsl’évolution de la vitesse au cours du temps

Cas 1Cas 1

Cas 1Cas 1

Cas 2Cas 2

Cas 3Cas 3

t0

Cas 4Cas 4

t0

Exploiter un enregistrementExploiter un enregistrement