Séquence 5 : MOUVEMENT UNIFORME

Alban du Plessis Mouvement uniforme
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Séquence 5 : MOUVEMENT UNIFORME
Niveau : 5ième
La problématique
Un guépard est à 100 m d'une gazelle, il peut courir à 90 km/h pendant 40 secondes
et doit ensuite s'arrêter, la gazelle court à 60 km/h pendant longtemps, va-t-il pouvoir
l'attraper?
Ce qui a été fait
Mouvement uniforme : un mouvement est uniforme si la distance parcourue est
proportionnelle à la durée du parcours (c’est le cas lorsque la vitesse est constante).
Trajectoire : courbe décrite par un objet en mouvement.
Mouvement rectiligne : mouvement dont la trajectoire est une droite.
Exemple : un train sur des rails.!
Mouvement circulaire : mouvement dont la trajectoire est un cercle.
Exemple : manège, planète autour du soleil (enfin presque).
On parle de mouvement rectiligne uniforme lorsque la trajectoire est une droite et
que la vitesse est constante.
On parle de mouvement circulaire uniforme lorsque la trajectoire est un cercle et
que la vitesse est constante.
Nous avons travaillé les fiches méthodes :
(Rappel : l’ensemble des fiches méthodes et leur correction est disponible sur le blog
physiquetilleuls.eklablog.fr)
- conversions
- conversions temporelles!
- démarche scientifique
- formules A = BxC
Nous avons répondu à la question suivante :
Un guépard est à 100 m d'une gazelle, il peut courir à 90 km/h pendant 40 secondes
et doit ensuite s'arrêter, la gazelle court à 60 km/h pendant longtemps, va-t-il pouvoir
l'attraper?
Il faut calculer la distance parcourue par la gazelle à laquelle on ajoute 100 mètres et
celle parcourue par le guépard en 40 secondes. Si celle parcourue par le guépard
est supérieure à celle parcourue par la gazelle alors cela signifie qu’il l’aura rattrapé.
Comment calculer une distance quand on connaît la vitesse et le temps.
On a V = D/t donc D = V x t. Il faut faire attention aux unités. Si la vitesse est donnée
en m/s la distance doit être en mètres et le temps en secondes. Si la vitesse est
donnée en km/h, la distance doit être en kilomètres et le temps en heures.

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Réponse :
On considère que le mouvement est uniforme, on peut donc utiliser la formule :
V = D/t donc D = V x t
Avec : V = 90 km/h soit 25 m/s pour le guépard
V = 60 km/h soit 16,7 m/s
t = 40 s
Donc, pour le guépard, D = 25 x 40 = 1000 m.
Pour la gazelle, D = 16,7 x 40 = 668 m auxquels il faut ajouter 100 m soit 768 m.
Cela est inférieur à la distance parcourue par le guépard. Dommage pour la gazelle.
On s’est demandé quelle est la vitesse d’un prof qui surveille un devoir.
On a commencé par faire l’hypothèse qu’il s’agit d’un mouvement uniforme et donc il
y a un rapport de proportionnalité entre Vitesse, temps et distance.
On en a conclu que pour connaître la vitesse il faut connaître le temps mis pour
parcourir une distance connue et donc, il nous a fallu élaborer un protocole
permettant de mesurer un temps et une distance.
Nous avons ensuite choisi les instruments de mesure les plus adaptés (mètre ruban
et chronomètre).
Nous avons réalisé les mesures plusieurs fois et sur différentes distances.
Nous avons effectué les calculs en utilisant la formule V = D/t avec V la vitesse en
m/s (que nous avons ensuite converti en km/h), D la distance en mètres et t le temps
en secondes.
Nous avons observé que chaque expérience nous donnait une mesure légèrement
différente. Nous avons expliqué cela par plusieurs facteurs :
- la vitesse du professeur a pu varier d’une expérience à l’autre
- les mesures de temps et de distance sont entachées d’erreurs
A retenir
Dans le cas d’un mouvement uniforme, la distance parcourue est proportionnelle au
temps et à la vitesse.
La formule à retenir est V = D / t
Avec V le vitesse, D la distance et t le temps.
Attention, plusieurs unités sont couramment utilisée :
- le mètre et le kilomètre pour la distance
- l’heure et la seconde pour le temps
- le mètre par seconde et le kilomètre par heure pour la vitesse
Il convient donc d’être particulièrement vigilent aux unités avant d’effectuer des
calculs.
Pour convertir :
- des mètres en kilomètres, il faut diviser par 1000
- des kilomètres en mètres, il faut multiplier par 1000
- des heures en secondes, il faut multiplier par 3600
- des secondes en heures, il faut diviser par 3600
- des m/s en km/h, il faut multiplier par 3,6
- des km/h en m/s, il faut diviser par 3,6

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Vidéo
Vous pouvez retrouver la vidéo sur le blog (http://physiquetilleuls.eklablog.fr) ou bien
en utilisant le lien :
https://www.youtube.com/watch?v=K_NyyVDKAus
Quelques ordres de grandeur
Vitesse d’un escargot : 5 mètres par heure
Vitesse de marche : 5 km/h
Vitesse en courant : 10 km/h
Vitesse à vélo : 20 km/h
Record de vitesse sur une course de 100 m : environ 40 km/h
Vitesse d’un avion de ligne : 900 km/h
Vitesse du son dans l’air : 1225 km/h (soit 340 m/s)
Vitesse d’une fusée : 12 km/s
Vitesse de la Terre autour du Soleil : 107 000 km/h
(Question bonus : quelle est la taille de la trajectoire de la Terre autour du Soleil ?)
Vitesse de la lumière : environ 300 000 km/s
(Question bonus : maintenant que vous connaissez le périmètre du cercle décrit par
la Terre autour du Soleil, vous pouvez trouver le rayon et calculer le temps que met
la lumière du Soleil à nous parvenir).
Fiches méthodes associées
Conversions, conversions temporelles, formules A = BxC, schéma, rédaction (bien
travailler la rédaction d’un calcul), démarche scientifique.
Entrainement
Description
Mouvement
uniforme
Mouvement non
uniforme
Une voiture freine à un feu rouge
La Lune autour de la Terre
Un car qui démarre
Un train à vitesse constante
Un pot de fleur qui tombe
Un ballon jeté dans un panier de basket
Un marathonien
Comment nomme-t-on l’ensemble des positions successive occupées par un point
au cours du temps ?
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Voici des trajectoires, les images sont espacées d’un intervalle de temps
régulier. Sélectionner les trajectoires correspondant à des mouvements
uniformes (entourer les numéros).
Relie chaque case de gauche avec la case de droite correspondante :
!!1!
!!2!
!!3!
!!5!
!!4!

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