I) Que faut-il définir avant d`étudier un mouvement ? → Avant d
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CHAPITRE 16 : « RELATIVITE ET DESCRIPTION DU MOUVEMENT »
I) Que faut-il définir avant d’étudier un mouvement ?
Avant d’étudier un mouvement, il faut préciser le système étudié et le référentiel de l’étude.
1) Définition du système.
On appelle système étudié, l’objet ou le point de l’objet dont on étudie le mouvement.
2) Définition du référentiel.
On appelle référentiel, le solide de référence par rapport auquel on étudie le mouvement d’un objet.
On associe toujours à un référentiel un repère d’espace et une horloge (ou repère de temps).
3) Quelques référentiels.
Les référentiels les plus utilisés :
Géocentrique : la référence est le centre de la Terre, ce référentiel est adapté pour étudier les mouvements de satellites
autour de la Terre ;
Héliocentrique : la référence est le centre du Soleil, ce référentiel est adapté pour étudier les mouvements des planètes autour
du Soleil ;
Terrestre : la référence est un objet fixe sur la Terre, ce type de référentiel est adapté pour étudier les mouvements d’objets
sur la Terre. Il y a une infinité de référentiels terrestres.
II) Relativité du mouvement.
1) TP sur ordinateur.
TP n°1.
2) TP sur papier calque.
TP n°2.
3) Généralisation à propos de la relativité du mouvement.
Le mouvement d’un objet dépend du référentiel d’étude : on dit qu’il est relatif. Décrire un mouvement n’a de sens que si l’on
précise par rapport à quel référentiel ce mouvement est considéré.
III) La chronophotographie.
C’est une technique qui consiste à enregistrer à intervalles de temps réguliers sur un même papier les positions successives d’un
point ou d’un objet en mouvement dans un référentiel donné. L’intervalle de temps régulier est souvent noté τ.
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IV) Comment décrire le mouvement d’un point d’un mobile ?
Dans un référentiel donné, décrire un mouvement consiste à déterminer sa trajectoire et sa vitesse.
1) Trajectoire d’un point d’un mobile.
a) Définition.
Dans un référentiel donné, la trajectoire d’un point d’un mobile est la ligne ou courbe constituée par l’ensemble des positions
successives occupées par ce point au cours du temps.
b) Qualificatifs.
Si la trajectoire est une droite, le mouvement est dit rectiligne.
Si la trajectoire est un cercle, le mouvement est dit circulaire.
Si la trajectoire est une portion de courbe quelconque, le mouvement est dit curviligne.
2) Vitesse d’un point d’un mobile.
a) Définition.
La vitesse d’un point mobile est égale au quotient de la distance d parcourue par la durée Δt du parcours.
Formules : v =
Δt
d
; d = v Δt ; Δt =
v
d
.
Unités : d en m, Δt en s, v en m.s1 ;
d en km, Δt en h, v en km.h1.
Conversion à connaître : 1 m.s1 = 3,6 km.h1.
b) Qualificatifs.
Si au cours du temps la vitesse d’un point mobile reste constante, son mouvement est dit uniforme.
Si au cours du temps la vitesse d’un point mobile diminue, son mouvement est dit décéléré ou ralenti.
Si au cours du temps la vitesse d’un point mobile augmente, son mouvement est dit accéléré.
3) Relativité de la trajectoire et de la vitesse.
a) Exemple.
On considère une voiture roulant en ligne droite à vitesse constante de 90 km.h1 par rapport au référentiel terrestre. Par
rapport à ce référentiel terrestre, les passagers de la voiture ont un mouvement rectiligne uniforme. Par rapport à la voiture, les
passagers sont immobiles : ils n’ont pas de mouvement.
b) Conclusion.
Un mouvement étant caractérisé par sa trajectoire et sa vitesse, le mouvement étant relatif, la trajectoire et la vitesse d’un point
d’un mobile sont donc aussi relatives : elles dépendent du référentiel d’étude.
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