cours sur "Relativité du mouvement"

Relativité du mouvement
Nous avons étudié dans la partie « Univers », la trajectoire de Mars par rapport à la Terre et par rapport au
Soleil.
En TP, nous avons vu que la trajectoire d’une balle dépendait de la position de la webcam. La webcam
représente la position de l’observateur appelé référentiel.
I-Référentiel et trajectoire
1)Choix d’un référentiel.
Un référentiel est un solide par rapport auquel on choisit de décrire le mouvement d’un objet
Il est indispensable de définir le référentiel puisque le mouvement de l’objet dépend du référentiel
2)Le référentiel terrestre.
Le référentiel terrestre est généralement le premier référentiel par rapport auquel on décrit le mouvement.
Tout solide immobile par rapport à la Terre (salle de classe, arbre, route…) est un référentiel terrestre
Il est commode pour étudier les mouvements d’objets (balle, mobile…)
3)le référentiel géocentrique.
Ce référentiel a pour origine le centre de la terre et ses axes sont fixes et dirigés vers des étoiles très
lointaines qu’on pourra donc considérer comme immobiles
Il est commode pour suivre la trajectoire des satellites.
4)Le référentiel héliocentrique.
Pour décrire le mouvement des planètes le référentiel géocentrique n’est plus adapté. On utilise comme
référentiel le soleil et ce référentiel est dit héliocentrique. Il a pour origine le centre du Soleil ses axes sont
fixes et dirigés vers des étoiles très lointaines
Il est commode pour suivre la trajectoire des planètes du système solaire
Ci-dessous sont représentés les 2 référentiels mentionnés plus haut
5)La trajectoire
La trajectoire d’un objet est l’ensemble des positions occupées par cet objet au cours du temps
Remarque : la trajectoire dépend bien sur du référentiel choisi
Si la trajectoire est une portion de droite, le mouvement est rectiligne
Si la trajectoire est un cercle, le mouvement est circulaire.
On peut repérer une trajectoire par pointage sur une vidéo, par chronophotographie ou avec la table à
coussin d’air
II- La vitesse
1)La vitesse moyenne
La vitesse moyenne V (en m/s) est le rapport entre la distance parcourue D (en m) sur la durée du
déplacement t (en s)
On a :
D
V=
t
Il est courant de donner la vitesse en km/h. On a 1 m/s = 3,6 km/h
2)La vitesse instantanée
La vitesse instantanée est la vitesse à un instant précis. C’est la vitesse indiquée par le compteur d’une
voiture.
Il faut bien distinguer vitesse moyenne et vitesse instantanée.
Par exemple, si un automobiliste parcourt 800 km en 8h, il dira qu’il a fait 100 km/h de moyenne.
Par contre, il a pu prendre l’autoroute (130 km/h) et traverser des agglomérations (50 km/h)
3)Direction et sens
La vitesse à la même direction et le même sens que le mouvement. Elle est toujours tangente à la trajectoire.
4) Le chronométrage
Pour mesurer la vitesse d’un objet, on doit disposer d’un moyen de mesurer le temps.
Les techniques de mesure ont beaucoup évolué et la précision nécessaire va dépendre de ce que l’on
souhaite mesurer.