Chap 5 : La relativité du mouvement Objectifs p149 I

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
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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 ;