Ch 21 La relativité du mouvement

Ch 06
La relativité du mouvement
Prenons l’exemple de quelqu’un qui lit son journal, assis dans un train qui roule. Par rapport
au train la personne ne bouge pas, mais par rapport à la voie, la personne est en mouvement.
I.
Définition du système étudié
Le système est à préciser au début de chaque étude, le système c’est ce que l’on étudie, tel
objet, tel point…En seconde on en reste à l’étude d’un point ou a quelque chose que l’on peut
assimiler à un point, par exemple quelque chose qui peut être très grand comme une étoile si
on la voit de très loin comme c’est le cas de toutes les étoiles vues depuis la Terre.
II. Définition du référentiel d’étude
La trajectoire et la vitesse d’un point dépendent du solide par rapport auquel on étudie le
mouvement, au début de chaque étude, il faut préciser quel est le référentiel choisi, c’est à
dire :
- Quel est le solide par rapport auquel on repère les positions du système
- Comment repérer les dates (origine et unité de temps)
III. Exemples de référentiels
1. Les référentiels terrestres, liés à la Terre, on dit aussi référentiel du laboratoire, dans ces
référentiels la Terre est immobile. On les utilise pour presque toutes les activités se
produisant sur Terre.
exemples :
La table, le mur…
2. Le référentiel géocentrique, L’axe qui passe par les pôles nord et sud est considéré
immobile, les étoiles sont immobiles, la Terre a un mouvement de rotation sur ellemême. Ce référentiel est adapté à l’étude des satellites de la Terre. (Lune, satellites
artificiels.)
3. Le référentiel héliocentrique, Le Soleil et les étoiles sont fixes, La Terre tourne autour
du Soleil et sur elle même. Ce référentiel est adapté à l’étude du mouvement des
planètes autour du Soleil.
IV. Exercices
Vitesse de ma table ?
Dans le référentiel du laboratoire, puis dans le référentiel géocentrique.
Période de rotation de la Terre T = 23h 56 min 4 s = 8,616 409 055  104 s
Montigny-lès-Metz est à 49°06’ N ; 6°09’ E
Rayon terrestre R = 6,327  106 m
r
La distance parcourue en 23h 56 min 4 s est l = 2  r et cos  = R
Soit r = R cos  et l = 2  r = 2  R cos 
l 2  6,327  106 cos(49°06’)
V=t =
= 302 m/s = 1087 km/h
8,616 409 055  104
r
=49°
R
=49°
Vitesse d’un drapeau planté au pôle nord dans le référentiel du laboratoire, puis dans le
référentiel géocentrique, puis dans le référentiel héliocentrique ?
Période de rotation de la Terre : 365,256 365 56 jours = 3,155 814 998 4  107 s
1 UA = 149 597 870 700 m
(En réalité l’orbite de la Terre est une ellipse et non un cercle, on peut faire l’approximation
que c’est un cercle si l’on ne garde que 2 chiffres significatifs.)
V=
2 149 597 870 700
= 29 784,735279 m/s = 107 225,04700 km/h
3,155 814 998 4  107
en ne gardant que deux chiffres significatifs on obtient :
V = 3,0 × 104 m/s = 1,1 × 105 km/h