chap6-relativite

Thème UNIVERS
Chap 6 LA RELATIVITE DU MOUVEMENT
Objectif :
Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi.
Faire le TP n°5 sur la rétrogradation de Mars avant de commencer ce chapitre.
I Que faut-il définir avant d’étudier un mouvement ?
1. Système étudié
Pour étudier un mouvement, il faut définir précisément le système considéré, c’est-à-dire le
corps ou le point auquel on s’intéresse. En effet si un solide est complexe, on le réduit à un
point, exemple le centre d’une planète.
2 . Notion de référentiel
Il faut préciser par rapport à quel solide ce mouvement est considéré, c’est le solide de
référence.
Pour décrire un mouvement avec précision il faut indiquer la position du point considéré ainsi
que l’instant ou date à laquelle il occupe cette position. On définit ainsi le référentiel
d’étude.
Un référentiel est constitué d’un solide de référence par rapport auquel on repère les
positions du système, ainsi que d’une horloge permettant un repérage des dates.
3. Exemples de référentiels.
a. Référentiel terrestre :
Un référentiel terrestre est construit à partir de n’importe quel solide de référence fixe par
rapport à la Terre.
Le référentiel terrestre permet l’étude des mouvements se déroulant au voisinage de la
Terre.
Si on filme un mouvement, la caméra posée au sol (et son horloge) est un référentiel terrestre.
b. Référentiel géocentrique
C’est la terre privée de son mouvement de rotation, on lui associe un repère (pour déterminer
la position du mobile) dont le centre est le centre de la Terre, un de ses axes coïncide avec
l’axe de rotation de la Terre et les deux autres axes sont dirigés vers des étoiles lointaines
fixes.
Il est utilisé pour décrire le mouvement des satellites de la Terre.
Remarque : La Terre tourne autour d’un des axes de ce référentiel, chaque point de la Terre
décrit un cercle qui porte le nom de parallèle.
c. Référentiel héliocentrique
On lui associe un repère dont le centre correspond au centre du Soleil et les trois axes sont
dirigés vers des étoiles fixes.
On l’utilise pour décrire le mouvement des planètes du système solaire.

II Caractéristiques d’un mouvement
1. Trajectoire d’un point
Dans un référentiel donné, la trajectoire d’un point est l’ensemble des positions
successives occupées par ce point au cours du mouvement.
Remarques :
 Pour décrire un mouvement on choisit de préférence le référentiel dans lequel la
trajectoire du système étudié est la plus simple possible.
 Si la trajectoire est un segment de droite, le mouvement est rectiligne.
 Si la trajectoire est une portion de cercle, le mouvement est circulaire.
 Si la trajectoire est curviligne, le mouvement est quelconque.
2. Vitesse d’un point
Vitesse moyenne
Nous savons que la vitesse moyenne d’un point est égale au quotient de la distance parcourue
d par la durée Δt du déplacement avec ( Δt = tarrivée – tdépart )
Vmoyen = d / Δt
Unités : m/s ou km/h
Vitesse instantanée
C’est la vitesse que l’on lit sur un compteur, c’est-à-dire la vitesse à un instant donné.
 Si la vitesse instantanée augmente le mouvement est accéléré.
 Si la vitesse instantanée diminue, le mouvement est ralenti.
 Si la vitesse instantanée est constante, le mouvement est uniforme.
III Relativité du mouvement
D’après le TP 5 la planète Mars a un mouvement circulaire par rapport au Soleil et curviligne par
rapport à la Terre.
Le mouvement d’un point du système étudié dépend du référentiel utilisé pour décrire ce
mouvement : un mouvement est relatif.