Chapitre 10 La relativité du mouvement

Thème II
Chapitre 10
La pratique du sport
La relativité du mouvement
Compétences attendues :
 Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi ;
 Réaliser et exploiter des enregistrements vidéo pour analyser des mouvements ;
 Porter un regard critique sur un protocole de mesure d’une durée en fonction de la précision attendue.
I. La relativité du mouvement.
1.1 Activité documentaire.
On s’intéresse à une course cycliste et plus particulièrement aux deux cyclistes A et B en tête de la course.
Ces deux cyclistes A et B roulent à la même hauteur et à la même vitesse. Un spectateur est immobile sur le bord
le route et observe la course. Un caméraman est en train de doubler le groupe de cycliste sur une moto.
1/ Le cycliste B est-il en mouvement par rapport au:
 cycliste A ?
 spectateur ?
 caméraman ?
2/ Dans quelle condition peut-on dire qu’un corps est en
mouvement ?
1.2 Activité expérimentale (voir TP8)
II. Définitions.
2.1 Système.
Pour étudier la mouvement, il est nécessaire de préciser le système considéré, c’est à dire le corps ou le point
choisi. En seconde, nous nous limiterons à l’étude de points ou de systèmes ponctuels (suffisamment petit pour être
considéré comme un point).
Un corps n’est en mouvement ( ou immobile ) que par rapport à un autre. La description du mouvement d’un système
nécessite un solide de référence.
2.2 Référentiel.
Pour être précise, cette description demande aussi l’utilisation d’un repère pour indiquer précisément la position du
système et une horloge pour indiquer à quel instant le système occupe sa position déterminée ;
L’étude précise des mouvements nécessite la définition d’un référentiel d’étude constitué :
 d’un solide de référence pour repérer les positions du système ;
 d’une horloge pour repérer les dates.
Selon le mouvement à étudier, on choisit un référentiel adapté à chaque cas. Les référentiels les plus courants sont
les suivants :
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Référentiel terrestre
Tout solide fixe par rapport à la
Terre peut être considéré comme
un référentiel terrestre.
Les référentiels terrestres sont les
mieux adaptés à l’étude des
mouvements à la surface de la
Terre.
Référentiel géocentrique
Le référentiel géocentrique est
constitué :
 d’un solide de référence : le
centre de la Terre ;
 d’un système d’axe dont les
directions sont déterminées
par trois étoiles fixes.
C’est celui que nous choisirons pour
décrire le mouvement des satellites
de la Terre.
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Référentiel héliocentrique
Le référentiel héliocentrique est
constitué :
 d’un solide de référence : le
centre du Soleil ;
 d’un système d’axe dont les
directions sont déterminées
par trois étoiles fixes
utilisées pour définir le
référentiel géocentrique.
Ce référentiel est utilisé pour
étudier le mouvement des planètes
du système solaire.
2.3 Mouvement.
Un système est en mouvement par rapport à un référentiel quand la position du système dans ce référentiel évolue
au cours du temps.
Un système peut être en mouvement dans un référentiel et immobile dans un autre.
III. La trajectoire d’un point.
Définition : C’est l’ensemble des positions successives occupées par ce point au cours du mouvement : c’est « la
trace » que laisse dans un référentiel le système au cours de son déplacement.
La trajectoire d’un point dépend du référentiel d’étude.
IV. Vitesse moyenne d’un point.
La vitesse moyenne, notée v, est égale au quotient de la longueur l du parcours par la durée  t du parcours.
V = l / t
Unités : l ( en m )
t ( en s )
v ( en m.s-1 )
V. Quelques mouvements particuliers.
5.1 Mouvement rectiligne.
Un point est animé d’un mouvement rectiligne dans un référentiel, si sa trajectoire est une droite dans ce
référentiel. De plus si la vitesse est constante au cours du mouvement, on dit que le mouvement est rectiligne
uniforme.
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5.2 Mouvement circulaire.
Un point est animé d’un mouvement circulaire dans un référentiel si sa trajectoire est un cercle dans ce
référentiel. De plus, si sa vitesse est constante au cours du mouvement, on dit que le mouvement est circulaire
uniforme.
5.3 Quelques exemples de mouvements.
1° cas
2° cas
La trajectoire est une
La trajectoire est une
droite
droite
La valeur de la vitesse est La valeur de la vitesse
constante
augmente
Le mouvement est
Le mouvement est
rectiligne uniforme
rectiligne accéléré
3° cas
La trajectoire est une
courbe
La valeur de la vitesse est
variable
Le mouvement est
curviligne
4° cas
La trajectoire est un
cercle
La valeur vitesse est
constante
Le mouvement est
circulaire uniforme
1° cas :
2° cas :
3° cas :
4° cas :
t0
VI. Mesure d’une durée : chronométrage
Voir activité documentaire : « La photofinish »
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