Physique, chapitre 04

Sciences physiques CH04 Caractère relatif du mouvement.
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Chapitre 04 Caractère relatif du mouvement.
I- Système et référentiel.
1)- Introduction :
2)- Définitions :
a)- Le système :
b)- Le Référentiel :
3)- Les référentiels d’étude.
a)- Le référentiel terrestre ou référentiel du
laboratoire.
b)- Le référentiel géocentrique.
c)- Le référentiel héliocentrique ou de Copernic.
II- Description d’un mouvement.
1)- La trajectoire d’un point.
a)- Définition.
b)- Exemple 1 : chute libre d’une balle.
Étude de vidéos : CHGOLF et BILLE
avec AVIMECA ou MarqCD puis
mouvement dans un train : site
(2danimations : la chute libre 1)
c)- Exemple 2 : trajectoire de la valve
d’une roue de vélo.
d)- Remarques.
2)- Relativité du mouvement.
3)- La vitesse.
a)- Valeur de la vitesse :
b)- Cas d’un mouvement rectiligne :
c)- Cas d’un mouvement curviligne :
III- Application.
1)- QCM : QCM Questy
2)- Exercices :
Exercices :
a)- Exercice 2 : Différents
mouvements.
b)- Exercice 4 : Mouvement de la
Terre.
c)- Exercice 5 Mouvement de la Lune.
d)- Exercice 7 : Trajectoires sur la
planète Terre.
e)- Exercice 8 : Satellite ASTRA.
f)- Exercice 11 : Comète McNaught.
g)- Exercice 12 : Trajectoire de Vénus
et du Soleil.

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I- Système et référentiel.
1)- Introduction :
- Considérons un train de voyageur en mouvement. Dans un wagon, deux voyageurs V
1
et V
2
sont assis.
- Sur le quai de la gare deux observateurs O
1
et O
2
immobiles observent le train partir.
- Questions que l’on peut se poser :
- Quel est le mouvement de V
1
par rapport à O
1
?
- Quel est le mouvement de O
2
par rapport à V
2
?
- Quel est le mouvement de V
1
par rapport à V
2
?
- Les voyageurs, les observateurs constituent les systèmes étudiés.
- Lors d’une étude de mouvement, il faut toujours indiquer l’objet dont on étudie le mouvement et aussi
l’objet par rapport auquel on étudie le mouvement.
- Conséquences : un objet peut être en mouvement par rapport à un observateur et immobile par rapport à
un autre.
- Le mouvement d'un objet est relatif à un objet de référence appelé référentiel.
- Remarque : le mouvement d’un objet étant généralement complexe, en classe de Seconde, on se limite à
l’étude d’un point d’un objet, d’un système.
2)- Définitions :
a)- Le système :
- L’objet ou le point de l’objet dont on étudie le mouvement est le système étudié.
- Dans le cas de l’étude d’un mouvement, on l’appelle aussi le mobile.
b)- Le Référentiel :
- L’objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement d’un système est appelé le Référentiel.
- Un référentiel est un solide par rapport on étudie le mouvement d'un mobile (ou système)
- Remarque : Pour décrire le mouvement d'un mobile, il faut indiquer le référentiel d'étude.

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3)- Les référentiels d’étude.
a)- Le référentiel terrestre ou référentiel du laboratoire.
- On utilise, le plus souvent, comme repère lié au référentiel terrestre, deux axes horizontaux et un axe
vertical.
- Ce référentiel est bien commode pour l’étude du mouvement des objets dans une salle de classe, pour
tous les mouvements qui s’effectuent au voisinage de la terre.
b)- Le référentiel géocentrique.
- L’origine du repère lié au référentiel Géocentrique est située au centre de la Terre. L ’axe z’Oz est
orienté vers une étoile lointaine :
- On peut choisir l’étoile polaire. Les axes x’Ox et y’Oy sont situés dans le plan équatorial et ils sont
orientés vers des étoiles lointaines supposées fixes.
- Ce référentiel est commode pour l’étude des satellites de la Terre. Ce référentiel n’est pas entraîné dans
le mouvement de rotation de la Terre.
- Dans ce référentiel, la Terre est animée d’un mouvement de rotation uniforme de l’ouest vers l’est,
autour de l’axe des pôles.

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c)- Le référentiel héliocentrique ou de Copernic.
- L’origine du repère lié au référentiel Héliocentrique est située au centre du Soleil. Les axes z’Oz, x’Ox
et y’Oy sont orthogonaux et ils sont orientés vers des étoiles lointaines supposées fixes.
- Ce référentiel est commode pour l’étude des satellites du Soleil. Dans ce référentiel, la Terre décrit une
orbite elliptique autour du Soleil en une année.

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II- Description d’un mouvement.
1)- La trajectoire d’un point.
a)- Définition.
- Dans un référentiel donné, on appelle trajectoire d’un point, l’ensemble des positions successives que ce
point occupe au cours de son mouvement.
b)- Exemple 1 : chute libre d’une balle. Étude de vidéos :
CHGOLF et BILLE avec AVIMECA ou MarqCD puis mouvement dans un train : site (2danimations : la
chute libre 1)
- Chronophotographie du mouvement de la balle pour deux observateurs.
- Le mouvement de la balle n’est pas le même pour les deux observateurs.
c)- Exemple 2 : trajectoire de la valve d’une roue de vélo.
- Mouvement de la valve V par rapport au Sol S.
- La valve décrit une cycloïde dans ce référentiel.
- Mouvement de la valve V par rapport à l’axe de la roue A.
- La valve décrit un cercle dans ce référentiel (la valve tourne autour du point A, toujours à la même
distance du point A)
d)- Remarques.
- La trajectoire d’un point mobile dépend du référentiel d’étude.
- Si la trajectoire est une droite, le mouvement est rectiligne.
- Si la trajectoire est un cercle, le mouvement est circulaire.
- Si la trajectoire est une portion de courbe, le mouvement est curviligne.