Vitesse moyenne : Rapport de la distance parcourue sur la durée du trajet.
v = 4 km/h, Δt = 30 min = 0.5 h
d = v × Δt = 4 × 0.5 = 2 km
En 1 heure, il parcourt 4 km → en 30 min, il parcourt 2 km
Le promeneur parcourt 2 km en 30 minutes.
• Formule de base : d = v × t
• Conversion : 30 min = 0.5 h
• Unités cohérentes : km/h et h donnent km
Vitesse moyenne : Distance totale parcourue divisée par la durée totale.
d = 120 km, Δt = 1h30 = 1.5 h
v_m = 120 / 1.5 = 80 km/h
En 1.5 h à 80 km/h, on parcourt 80 × 1.5 = 120 km ✓
La vitesse moyenne de l'automobiliste est de 80 km/h.
• Formule de base : v = d/t
• Conversion : 1h30 = 1.5 h
• Unité : km/h pour une distance en km et un temps en h
Référentiel d'observation : Ensemble d'objets fixes par rapport auxquels on étudie le mouvement.
Passager immobile dans un bus en mouvement
Dans le référentiel du bus, le passager est immobile (position constante)
Dans le référentiel terrestre, le passager est en mouvement (mêmes vitesse et trajectoire que le bus)
Le mouvement est relatif au référentiel d'observation
Dans le référentiel du bus, le passager est immobile. Dans le référentiel terrestre, il est en mouvement.
• Relativité du mouvement : Dépend du référentiel choisi
• Immobilité : Position constante dans le temps
• Observateur : Utilise son environnement comme référentiel
Trajectoire : Ensemble des positions successives occupées par un objet en mouvement.
Balle lancée verticalement vers le haut
Seule la pesanteur agit (négligeant la résistance de l'air)
La balle monte, s'arrête brièvement, puis redescend selon une droite verticale
La trajectoire est rectiligne verticale
La trajectoire de la balle vue du sol est une droite verticale.
• Trajectoire rectiligne : Mouvement dans une seule direction
• Force constante : Poids constant → trajectoire droite
• Observation : Dépend du référentiel choisi
Trajectoire relative : Trajectoire observée depuis un référentiel en mouvement.
Dans le train, l'objet n'a pas de vitesse horizontale initiale
L'objet tombe verticalement sous l'effet de la gravité
Depuis le quai, l'objet conserve la vitesse horizontale du train
Combinaison d'un mouvement horizontal uniforme et d'un mouvement vertical accéléré → trajectoire parabolique
Vu du train : trajectoire verticale rectiligne. Vu du quai : trajectoire parabolique.
• Principe d'inertie : Conservation de la vitesse horizontale
• Relativité du mouvement : La trajectoire dépend du référentiel
• Composition des mouvements : Horizontal + vertical = parabolique
Vitesse moyenne : Rapport de la distance parcourue sur la durée du trajet.
v = 20 km/h, d = 5 km
Δt = d/v = 5/20 = 0.25 h
0.25 h = 0.25 × 60 = 15 minutes
En 15 min à 20 km/h, on parcourt 20 × (15/60) = 5 km ✓
Le cycliste met 15 minutes pour parcourir 5 km.
• Formule dérivée : t = d/v
• Conversion : h → min (×60)
• Unités cohérentes : km/h et km donnent h
Mouvement orbital : Mouvement d'un objet autour d'un astre sous l'effet de la gravitation.
Le satellite orbite autour de la Terre à grande vitesse (environ 28 000 km/h)
Depuis la surface terrestre, le satellite apparaît se déplacer lentement dans le ciel
Le satellite décrit un arc de cercle ou d'ellipse dans le ciel
À cause de la distance, le mouvement rapide semble lent
Depuis la Terre, le satellite apparaît se déplacer lentement selon un arc de cercle dans le ciel.
• Relativité du mouvement : Dépend du référentiel d'observation
• Effet de distance : Les objets éloignés semblent bouger plus lentement
• Orbite : Circulaire ou elliptique dans le référentiel géocentrique
Distance parcourue : Longueur du chemin suivi par un objet en mouvement.
v = 15 km/h, Δt = 20 min = 1/3 h
d = 15 × (1/3) = 5 km
En 1h, le coureur parcourt 15 km → en 20 min (1/3 h), il parcourt 15/3 = 5 km
Le coureur parcourt 5 km en 20 minutes.
• Formule de base : d = v × t
• Conversion : 20 min = 1/3 h
• Calcul : 15 × (1/3) = 5 km
Observateur en mouvement : Personne qui observe depuis un référentiel en translation.
Marin sur un bateau en mouvement observe un phare fixe
Le marin utilise le bateau comme référentiel fixe
Dans le référentiel du bateau, le phare semble se déplacer dans la direction opposée
Plus le phare est proche, plus son mouvement apparent est rapide
Le marin perçoit le phare comme se déplaçant dans la direction opposée à celle du bateau.
• Relativité du mouvement : Ce qui est fixe dans un référentiel peut bouger dans un autre
• Effet de parallaxe : Les objets proches semblent bouger plus que les lointains
• Observateur mobile : Perçoit le monde comme se déplaçant autour de lui
Vitesse moyenne : Rapport de la distance parcourue sur la durée du trajet.
v = 900 km/h, d = 450 km
Δt = d/v = 450/900 = 0.5 h
0.5 h = 30 minutes
En 0.5 h à 900 km/h, on parcourt 900 × 0.5 = 450 km ✓
L'avion met 30 minutes pour parcourir 450 km.
• Formule dérivée : t = d/v
• Calcul : 450/900 = 0.5 h
• Conversion : 0.5 h = 30 min
