Séquence 7 : MOUVEMENT

Alban du Plessis Mouvement
Collège des Tilleuls – Annecy Page 1 sur 9 Physique - Chimie
Séquence 7 : MOUVEMENT
Niveau : 3ième
Objectifs :
- Savoir mesurer la vitesse instantanée d’un objet
- Savoir-faire un diagramme objet-interactions
- Comprendre les notions de base de la mécanique (forces, référentiel,
équilibre…)
Compétences évaluées
3GC1 - Je comprends qu’une mesure est nécessairement entachée d’une erreur
3GSF4 - Je suis capable de faire des conversions d’unités
3GSF8 - Je suis capable d’utiliser une formule du type A = BxC
3GSF10 - Je suis capable de rédiger une réponse pour une question simple
3GSF11 - Je suis capable de rédiger une réponse pour une question complexe
3GSF12 - Je suis capable de rédiger un calcul
3GSF13 - Je suis capable de rédiger un compte-rendu
3GSF14 - Je suis capable de faire un schéma propre et clair
3MMC1 - Je sais définir un mouvement accéléré
3MMSF2 - Je suis capable de mesurer la vitesse instantanée d’un objet à partir d’un enregistrement
3MRC1 - Je comprends la notion de référentiel pour l’étude d’un mouvement
3MRC2 - Je comprends que le mouvement dépend du référentiel choisi
3MFC1 - Je connais les conditions pour qu’un objet soit en équilibre
3MFC2 - Je sais faire la différence entre une action de contact et une action à distance
3MFC3 - Je sais faire la différence entre une force s’appliquant sur une surface et une force
s’appliquant sur un volume
3MFSF4 - Je suis capable de faire un diagramme objet – interactions
543SE5 - J’ai un comportement positif en cours
Le cours
Mouvement uniforme :
Un corps a un mouvement uniforme si sa vitesse est constante dans le temps.
Mouvement accéléré :
Un corps a un mouvement accéléré si sa vitesse varie au cours du temps.
Qu’est-ce qu’une force :
Une force est une action capable de modifier la vitesse d’un objet.
Force de contact ou de surface :
Une force de contact ou force de surface est une force qui s’applique sur un point ou
sur la surface d’un objet (exemples : une poussée, une pression, une traction…).
Force volumique (à distance) :
Une force volumique est une force qui s’exerce sur l’ensemble du volume d’un objet
(exemples : la force de gravitation, l’action d’un aimant…)
Interaction (contact et à distance) :
On dit que deux corps sont en interaction si ces deux corps exercent mutuellement
une action l’un sur l’autre.

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Vitesse moyenne :
La vitesse moyenne d’un objet est la distance parcourue par l’objet divisée par le
temps mit par l’objet pour parcourir cette distance.
Vitesse instantanée :
La vitesse instantanée en un point de la trajectoire est une vitesse moyenne calculée
sur un intervalle de temps aussi court que possible.
Trajectoire :
Ligne décrite par un corps en mouvement.
Chronophotographie :
Technique qui consiste à prendre une succession de photographies pour
décomposer les phases d’un mouvement.
Référentiel :
Objet ou ensemble d’objets par rapport auquel on repère une position ou un
mouvement.
Chute d’une balle.
On fait chuter une balle.
Comment décrire le mouvement ?
La vitesse augmente, c’est donc un mouvement accéléré.
Comment connaître la vitesse de la balle ?
On peut estimer la vitesse instantanée de la balle à l’aide d’une chronophotographie.
On mesure la distance entre la position précédente et la position suivante et on
divise par le temps séparant ces deux mesures.
Voici une chronophotographie de la chute d’une balle, les différentes positions sont
séparées par un intervalle de temps de 0,02 secondes.
Titre : chronophotographie de la chute d’une balle

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Remplir le tableau suivant et tracer l’évolution de la vitesse en fonction de la
hauteur de chute.
Position
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Hauteur de
chute
0
0,2
0,8
1,8
3,1
4,9
7,1
9,6
12,6
15,9
19,6
Distance
position -1 /
+1
0
0,8
1,6
2,3
3,1
4
4,7
5,5
6,3
7
NA
Vitesse en
cm/s
0
20
40
57,5
77,5
100
117,5
137,5
157,5
175
NA
Vitesse en
m/s
0
0,2
0,4
0,575
0,775
1
1,175
1,375
1,575
1,75
NA
Titre : vitesse de la balle en fonction de la hauteur de chute
Peut-on dire que la vitesse est proportionnelle à la hauteur de chute ?
La courbe obtenue n’est pas une droite donc la vitesse n’est pas proportionnelle à la
hauteur de la chute.
Chute d’une balle dans un train.
Jean Némard laisse tomber une balle dans un train qui roule à vitesse constante.
Tara Tétontrin est sur le quai, elle observe la balle qui tombe. Qu’observe-t-elle ?
Pour le savoir :
- numéroter les positions de la balle et du train de 1 à 15
- pour chaque position du train, reporter la position correspondante de la balle
(à la verticale)
- relier les différentes positions obtenues pour avoir la trajectoire observée par
Tara.
1
Vitesse en m/s
Hauteur de chute en cm
10
0

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Voir aussi la vidéo :
https://www.youtube.com/watch?v=9brldWKEMVg
Que peut-on en conclure ?
La trajectoire observée n’est pas la même que l’on soit dans le train ou sur le quai.
La trajectoire dépend du référentiel.
Equilibre d’un corps.
Prenons un objet, comment peut-on savoir s’il est en équilibre ?
S’il ne bouge pas.
Quelles sont les forces (nom, direction et sens) qui s’appliquent sur l’objet ?
- La force de gravitation exercée par la Terre, la direction est verticale et elle est
dirigée vers le bas.
- La réaction de la table, la direction est verticale et elle est dirigée vers le haut.
Que se passe-t-il si on supprime une de ces forces ?
L’objet se met en mouvement (si on supprime la réaction de la table, il tombe).
Que se passe-t-il si on applique une force supplémentaire à l’objet ?
Il se met en mouvement.

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Si on applique une autre force à l’objet, à quelles conditions celui-ci sera-t-il en
équilibre ?
On place un objet sur une table, on accroche un dynamomètre d’un coté et un autre
de l’autre. On tire sur les dynamomètres, on trouve une position d’équilibre de l’objet
(plus de mouvement).
Titre : objet en équilibre.
On observe :
- les deux dynamomètres exercent des forces dans la même direction mais de
sens opposé
- la valeur des forces exercées est la même (5 newtons par exemple)
Conclusion :
Un objet est en équilibre si la somme des forces qui s’exerce sur lui est nulle.
Diagramme objet – interactions.
Le diagramme objet – interactions permet de faire rapidement le bilan des actions
mécaniques qui s’exercent sur un objet (ou système).
Pour faire un diagramme objet – interactions, il faut :
- placer l’objet au centre du diagramme, dans un ovale
- placer autour de cet objet, tous les systèmes en interaction avec l’objet, dans
des ovales également
- tracer des double-flèches entre les systèmes et l’objet, en trait plein pour les
actions de contact et en trait pointillé pour les actions à distance.
Voir également la vidéo :
https://www.youtube.com/watch?v=yaowuhS6bCI
F1
F2