I – Rappels de cours : Circuits électriques en courant continu

Physique Chimie 2nde : Thème : L’Univers
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Applications : Description d'un mouvement
Exercices vitesses _________________________________________________________
1- Le premier marathon de New York a eu lieu en 1970 et il fut remporté par l'américain Garie Muhckeen en
2h31min38s.
Calculer la vitesse moyenne en m.s-1 et en km.h-1 de Garie Muhckeen sachant que la distance parcourue lors d'un
marathon est de 42,195 km.
2- En 2005, c'est la Kenyan Paul Tergat qui l'emporta en 2h09min30s.
a) Calculer la vitesse moyenne de ce coureur en m.s-1 et en km.h-1
b) Quelle distance aurait-il parcouru s'il avait couru pendant le même temps que Muhckeen ?
3- Le TGV roule à une vitesse v1 = 270 km.h-1
a) Convertir cette valeur en m.s-1
b) Quelle distance parcourt le TGV en 10 s ?
4- Une fusée décolle à une vitesse v2 = 10 km.s-1
a) Convertir cette valeur en km.h-1
b) Quelle distance parcourt la fusée en 10 s si elle garde cette vitesse ?
Exploitation d’une chronophotographie __________________________________________
La chronophotographie d’une voiture télécommandée est
réalisée avec un appareil de prises de vues fixe par rapport
au sol.
L’intervalle de temps, constant, entre deux positions
successives est de 4,0.10-2 s.
La longueur réelle de l’antenne est de 16 cm.
1- Qu’est-ce qu’une chronophotographie ?
2- Comment nomme-t-on le mouvement de l’extrémité M de l’antenne entre les positions 1 et 4 ? Justifier
3- Comment nomme-t-on le mouvement de l’extrémité M de l’antenne entre les positions 4 et 8 ? Justifier
4- On veut calculer la vitesse moyenne réelle du point M entre les positions 1 et 8 :
a)- Donner l’échelle de la photographie
b)- Calculer la vitesse moyenne demandée en m.s-1 et km.h-1
Exercices Référentiels _____________________________________________________
A- A Paris, la gare Montparnasse est équipée de trois tapis roulants. Deux de ces tapis roulent dans le même sens, l’un à
la vitesse de 3 km.h-1 (tapis 1), l’autre à la vitesse de 9 km.h-1 (tapis 2). Le tapis roulant en sens inverse a également une
vitesse de 3 km.h-1 (tapis 3).
1- Par rapport à quel référentiel sont calculées les vitesses citées dans l’énoncé ?
2- Quel est le mouvement du tapis 1 dans un référentiel lié au tapis 2 ?
3- Une personne marchant à 5 km.h-1 sur le tapis 1 croise une personne en train de courir à une vitesse de 15 km.h-1 sur le
tapis 3.
a. Quelle est la vitesse de la personne en train de courir par rapport à un référentiel terrestre ? Justifiez.
b. Quelle est la vitesse de la personne en train de courir par rapport au tapis 3 ?
c. Quelle est la vitesse de la personne en train de courir par rapport à la personne marchant sur le tapis 1 ? Justifiez.
B- Un coureur cycliste est suivi par une moto qui reste à une distance constante de lui. Un cameraman, placé sur la moto,
le filme.
1- Le cadre de la bicyclette est-il en mouvement par rapport au cameraman ?
2- La route est-elle en mouvement par rapport au référentiel de la bicyclette ?
3- Le vélo se déplace en ligne droite et sa vitesse est constante. Comment qualifie- t-on ce mouvement ?
4- Trajectoire d’un point à la périphérie de la roue (la valve par exemple) :
a. Dessinez et nommez la trajectoire de ce point par rapport au point central de la roue.
b. Dessinez et nommez la trajectoire de ce point par rapport à un spectateur fixe au bord de la route.
5- Le vélo roule à 20 km/h. un spectateur court à 10 km/h derrière le vélo. Quelle est la vitesse du vélo dans le
référentiel du spectateur ?
Exercices du livre _________________________________________________________
p.206 à 209 n° 3 – 11 – 12 – 13 – 18 et 20
III – Univers / IV. Le Sport
Mouvements et forces

Physique Chimie 2nde : Thème : L’Univers
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Applications : Description d'un mouvement
Exercices vitesses _________________________________________________________
1- Le premier marathon de New York a eu lieu en 1970 et il fut remporté par l'américain Garie Muhckeen en
2h31min38s.
Calculer la vitesse moyenne en m.s-1 et en km.h-1 de Garie Muhckeen sachant que la distance parcourue lors d'un
marathon est de 42,195 km.
v = d / t
d = 42,195.103 m
t = 2 x 3600 + 31 x 60 + 38 = 9098 s (AN) v = 42,195.103 / 9098 = 4,64 m.s-1 = 16,7 km.h-1
2- En 2005, c'est la Kenyan Paul Tergat qui l'emporta en 2h09min30s.
a) Calculer la vitesse moyenne de ce coureur en m.s-1 et en km.h-1
d = 42,195.103 m
t = 2 x 3600 + 9 x 60 + 30 = 7770 s (AN) v = 42,195.103 / 7770 = 5,43 m.s-1 = 19,5 km.h-1
b) Quelle distance aurait-il parcouru s'il avait couru pendant le même temps que Muhckeen ?
si v = 5,43 m.s-1
et si t = 2 x 3600 + 31 x 60 + 38 = 9098 s alors d = v x t = 5,43 x 9098 = 49402 m = 49,402 km
3- Le TGV roule à une vitesse v1 = 270 km.h-1
a) Convertir cette valeur en m.s-1
v1 = 270 : 3,6 = 75 m.s-1
b) Quelle distance parcourt le TGV en 10 s ?
v1 = d / t donc d1 = v1 x t
d1 = 75 x 10 = 750 m
4- Une fusée décolle à une vitesse v2 = 10 km.s-1
a) Convertir cette valeur en km.h-1
10 km.s-1 = 10 000 m.s-1
v2 = 10 000 x 3,6 = 36 000 km.h-1
b) Quelle distance parcourt la fusée en 10 s si elle garde cette vitesse ?
v2 = d2 / t donc d2 = v2 x t
d2 = 10 x 10 = 100 km
Exploitation d’une chronophotographie __________________________________________
La chronophotographie d’une voiture télécommandée est
réalisée avec un appareil de prises de vues fixe par rapport
au sol.
L’intervalle de temps, constant, entre deux positions
successives est de 4,0.10-2 s.
La longueur réelle de l’antenne est de 16 cm.
1- Qu’est-ce qu’une chronophotographie ?
Une chronophotographie est une succession de photos
prises à un intervalle de temps fixe et très petit.
2- Comment nomme-t-on le mouvement de l’extrémité M de l’antenne entre les positions 1 et 4 ? Justifier
système : antenne
référentiel : terrestre
trajectoire : rectiligne
vitesse : v = d / t or t est fixe (choronophotopgraphie)
entre les points 1 et 4, la distance augmente, donc la vitesse augmente
Mouvement rectiligne accéléré.
3- Comment nomme-t-on le mouvement de l’extrémité M de l’antenne entre les positions 4 et 8 ? Justifier
système : antenne
référentiel : terrestre
trajectoire : rectiligne
vitesse : v = d / t or t est fixe (choronophotopgraphie)
entre les points 4 et 8, la distance est la même, donc la vitesse est constante
Mouvement rectiligne uniforme.
III – Univers / IV. Le Sport
Mouvements et forces

Physique Chimie 2nde : Thème : L’Univers
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4- On veut calculer la vitesse moyenne réelle du point M entre les positions 1 et 8 :
a)- Donner l’échelle de la photographie
echelle = distance sur la photo/ distance réelle
echelle = 1,6 / 16 = 0,1 donc la distance réelle est 10 fois plus grande que sur la photo
b)- Calculer la vitesse moyenne demandée en m.s-1 et km.h-1
v photo = d1-8 photo / t (il y a 7 intervalles de temps)
(AN) v photo = 7,25.10-2 / 7 x 4.10-2 = 0,26 m.s-1
Donc si on tient compte de l’échelle : v réelle = échelle x v photo = 10 x 0,26 = 2,6 m.s-1 soit 9,36 km.h-1
Exercices Référentiels _____________________________________________________
A- A Paris, la gare Montparnasse est équipée de trois tapis roulants. Deux de ces tapis roulent dans le même sens, l’un à
la vitesse de 3 km.h-1 (tapis 1), l’autre à la vitesse de 9 km.h-1 (tapis 2). Le tapis roulant en sens inverse a également une
vitesse de 3 km.h-1 (tapis 3).
Tapis 1 v1 = 3 km.h-1 
Tapis 2 v2 = 9 km.h-1 
Tapis 3  v3 = 3 km.h-1
1- Par rapport à quel référentiel sont calculées les vitesses citées dans l’énoncé ?
Les vitesses des tapis sont données par rapport au sol immobile donc dans le référentiel terrestre.
2- Quel est le mouvement du tapis 1 dans un référentiel lié au tapis 2 ?
système : tapis 1
référentiel : tapis 2 considéré comme fixe
trajectoire : rectiligne
vitesse : le tapis 1 a une vitesse moins élevée que le tapis 2 donc il recule par rapport au tapis 2
3- Une personne marchant à 5 km.h-1 sur le tapis 1 croise une personne en train de courir à une vitesse de 15 km.h-1 sur le
tapis 3.
a. Quelle est la vitesse de la personne en train de courir par rapport à un référentiel terrestre ? Justifiez.
système : personne sur le tapis 3
référentiel : terrestre
trajectoire : rectiligne
vitesse : La vitesse dépend de la personne qui court mais également de la vitesse du tapis 3
( la personne court dans le même sens que le tapis 3)
vpersonne 3/terre = vpersonne 3 + vtapis 3 = 15 +3 = 18 km.h-1  vp3/T3 = 15 km.h-1
Tapis 3  v3/sol = 3 km.h-1
b. Quelle est la vitesse de la personne en train de courir par rapport au tapis 3 ?
système : personne sur le tapis 3
référentiel : tapis 3 (devient fixe)
trajectoire : rectiligne
vitesse : Dans le référentiel tapis 3, le tapis 3 a une vitesse nulle.
vpersonne 3/tapis 3 = vpersonne 3 = 15 km.h-1
c. Quelle est la vitesse de la personne en train de courir par rapport à la personne marchant sur le tapis 1 ? Justifiez.
système : personne sur le tapis 3
référentiel : personne sur le tapis 1 (devenant fixe)
trajectoire : rectiligne
vitesse : vp1/T1 = 5 km.h-1 
Tapis 1 v1/sol = 3 km.h-1 
 vp3/T3 = 15 km.h-1
Tapis 3  v3/sol = 3 km.h-1

Physique Chimie 2nde : Thème : L’Univers
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La vitesse de la personne marchant sur le tapis 1 par rapport au sol est :
vpersonne 1/terre = vpersonne 1 + vtapis 1= 5 + 3 = 8 km.h-1
La vitesse de la personne sur le tapis 3 par rapport au sol est :
vpersonne 3/terre = vpersonne 3 + vtapis 3 = 15 +3 = 18 km.h-1
Or les tapis 1 et 3 ne vont pas dans le même sens, par rapport à la personne marchant sur le tapis 1 devenant le
référentiel fixe, la vitesse de la personne qui court sur le tapis 3 est : vpersonne 3/tapis 1 = 18 + 8 = 26 km.h-1
B- Un coureur cycliste est suivi par une moto qui reste à une distance constante de lui. Un cameraman, placé sur la moto,
le filme.
1- Le cadre de la bicyclette est-il en mouvement par rapport au cameraman ?
système : cadre
référentiel : caméraman
trajectoire : non donnée
vitesse : Le coureur et le cameraman roulent à la même vitesse (distance constante)
Par rapport au caméraman le cadre de la bicyclette est immobile.
2- La route est-elle en mouvement par rapport au référentiel de la bicyclette ?
système : route
référentiel : cadre du vélo
trajectoire : non donnée
vitesse : non donnée
La bicyclette avance sur la route, donc par rapport au vélo, la route est en mouvement et elle recule
3- Le vélo se déplace en ligne droite et sa vitesse est constante. Comment qualifie t- on ce mouvement ?
Mouvement rectiligne uniforme
4- Trajectoire d’un point à la périphérie de la roue (la valve par exemple) :
a. Dessinez et nommez la trajectoire de ce point par rapport au point central de la roue.
Par rapport à un point central de la roue, la valve a un mouvement circulaire.
b. Dessinez et nommez la trajectoire de ce point par rapport à un spectateur fixe au bord de la route.
Par rapport à un point fixe sur la route, la valve a un mouvement de type cycloïde
5- Le vélo roule à 20 km/h. un spectateur court à 10 km/h derrière le vélo. Quelle est la vitesse du vélo dans le
référentiel du spectateur ?
système : vélo
référentiel : spectateur
trajectoire : rectiligne
vitesse :
Le vélo et le spectateur courent dans le même sens :
La vitesse du vélo dans le référentiel spectateur est : v'= v vélo – v spectateur = 20 – 10 = 10 km.h-1