Chap 5 : La relativité du mouvement Objectifs p149 I- Le temps Pour étudier le mouvement d'un objet, il faut pouvoir dire à quel instant cet objet occupe une certaine position dans l'espace. Il faut donc choisir une origine des temps t 0 et déterminer les instants suivants. La durée Δt = t2 – t1 avec t2>t1 La précision d'une mesure est liée à l'instrument de mesure, à l'expérimentateur et au protocole choisi. II- Relativité du mouvement Pour étudier le mouvement d'un corps, il faut commencer par définir ce corps avec précision. 1- Comment étudier un mouvement ? a) Notion de référentiel Pour étudier le mouvement d'un corps, il faut préciser le solide choisi comme référence, appelé référentiel. A un référentiel sont associés : – un repère d'espace qui donne la position du point ; – un repère de temps qui permet d'associer une date à chaque position repérée dans le référentiel choisi • • • b) Exemples Référentiel terrestre : pour étudier le mouvement d'un objet sur Terre ou au voisinage de la Terre, il est constitué par la terre ou par tout objet fixe par rapport à la Terre. Référentiel géocentrique : pour étudier le mouvement de la Lune ou d'un satellite artificiel, il est défini par le centre de la Terre et des étoiles lointaines considérées comme fixes. Référentiel héliocentrique : pour étudier le mouvement des planètes du système solaire, il est défini par le centre du Soleil et des étoiles considérées comme fixes. 2- Caractéristiques d'un mouvement a) Trajectoire Dans un référentiel, on appelle trajectoire la ligne formée par l'ensemble des positions successives occupées par un point du corps étudié au cours du mouvement. b) Vitesse moyenne Dans un référentiel donné, la valeur de la vitesse moyenne vm d'un point du corps entre deux instants t1 et t2 (t2>t1) est égale au quotient de la distance parcourue par la durée du trajet Δt = t2 – t1: vm(m.s-1) = d(m) /Δt(s) Le mouvement est dit uniforme si la valeur de sa vitesse est constante. On appelle vitesse instantanée, la vitesse à un instant donné. c) Influence du référentiel La trajectoire et la vitesse du mouvement observé dépendent du référentiel choisi. Exemple : On peut considérer que le mouvement de Mars dans le référentiel héliocentrique est circulaire uniforme et que dans le référentiel terrestre sa trajectoire n'est pas un cercle et n'est pas uniforme. 3- Exemples de mouvement Caractériser le mouvement d'un point dans le référentiel choisi, c'est donner des informations sur la forme de la trajectoire de ce point et sur l'évolution de la vitesse de ce point. – un point dont la trajectoire est un segment de droite a un mouvement rectiligne ; – un point dont la trajectoire est un cercle ou un arc de cercle a un mouvement circulaire ;