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Physique 2nde – 2007/2008
Chapitre 7 : La relativité du mouvement
I. Trajectoire et vitesse
1) La trajectoire d’un objet dépend de l’observateur
a) Système et référentiel :
Nous avons vu en TP que le mouvement d’un objet n’est pas le même pour tous les
observateurs.
 Lorsque l’on fait l’étude d’un mouvement, il faut toujours préciser :
- le système : c’est l’objet considéré
- le référentiel : c’est ce qui définit l’observateur (voir II)
b) La trajectoire :
Chapitre 7 : La relativité du mouvement
b) Propriétés de la vitesse
 La vitesse d’un système dépend de l’observateur qui la détermine.
 Si la vitesse d’un système est constante on dit que le mouvement est uniforme.
 Un mouvement non uniforme peut-être soit accéléré, soit décéléré.
3) La trajectoire d’un objet dépend de l’observateur
 Le mouvement d’un système est caractérisé par sa trajectoire et sa vitesse.
 Ces deux caractéristiques dépendent de l’observateur et on dit donc que le
mouvement est relatif.
II. Le référentiel
1) Définition
 Définition : La trajectoire d’un système en mouvement est l’ensemble des
positions occupées par ce système au cours du temps.
 Pour bien préciser par rapport à quoi le mouvement d’un système est étudié on
définit un référentiel.
 Remarques : Si la trajectoire est une droite on dit que le mouvement est
rectiligne. Si la trajectoire est un cercle, on dit que le mouvement est
circulaire.
 Un référentiel est un solide de référence qui définit ce par rapport à quoi le
mouvement est étudié.
 La trajectoire d’un système dépend du référentiel choisi.
Exemple : Dans le cas de la chute libre d’une balle lâchée par un cycliste :
- Si l’observateur est au bord de la route alors la trajectoire de la balle est une
courbe en cloche
- Si l’observateur est le cycliste alors la trajectoire de la balle est une droite
2) La vitesse d’un objet dépend de l’observateur
a) Définition de la vitesse :
 La vitesse moyenne d’un objet entre deux instants est égale à la distance
parcourue divisée par la durée écoulée entre ces deux instants.
d
v=
t
 L’unité de la vitesse est le m/s (m.s-1) mais on peut utiliser le km/h (km.h-1)
Exemples :
- Quelle est la vitesse d’une voiture qui met 1h20min pour parcourir 110 km ?
- Conversion des m.s-1 en km.h-1 : (1 m/s = 3600 m/h = 3,6 km/h)
2) Différents référentiels
On peut définir de nombreux référentiels mais selon les études ce sont bien
souvent les mêmes que l’on utilise.
a) Le référentiel terrestre
 Utiliser le référentiel terrestre c’est prendre comme référence le globe
terrestre avec son mouvement de rotation sur lui-même.
 Tous les points liés à la Terre sont fixes dans le référentiel terrestre.
 Remarque : lorsque l’on étudie un mouvement par rapport à un objet fixe par
rapport à la Terre (la classe, une route,…) cela signifie que l’on choisit le
référentiel terrestre.
b) Le référentiel géocentrique
Par rapport à un observateur terrestre lié au référentiel terrestre le mouvement
des satellites de la Terre est complexe. Par exemple : la Lune tourne autour de la
Terre alors que la Terre tourne sur elle-même.
Physique 2nde – 2007/2008
 Pour simplifier l’étude du mouvement des satellites de la Terre, on définit le
référentiel géocentrique.
 Utiliser le référentiel géocentrique c’est prendre comme référence le globe
terrestre privé de son mouvement de rotation sur lui-même.
 Dans le référentiel géocentrique tous les points liés à la Terre ont un
mouvement de rotation autour de l’axe des pôles.
 Dans le référentiel géocentrique tous les satellites de la Terre ont un
mouvement circulaire.
c) Le référentiel héliocentrique
Par rapport au référentiel géocentrique le mouvement des planètes est complexe
car celles-ci tournent sur elles-mêmes et autour du soleil pendant que la Terre fait
de même.
 Pour simplifier l’étude du mouvement des planètes, on définit le référentiel
héliocentrique.
 Utiliser le référentiel héliocentrique c’est prendre comme référence le Soleil.
 Dans le référentiel héliocentrique, tous les points liés au Soleil sont fixes.
 Dans le référentiel héliocentrique la Terre a un mouvement quasi-circulaire
uniforme.
Chapitre 7 : La relativité du mouvement