MyHEdison

Troisième · Physique-Chimie · Chapitre 3

Mouvements et interactions

Ce que tu sauras faire

  • Décrire un mouvement en précisant son référentiel, sa trajectoire et l'évolution de sa vitesse.
  • Expliquer la relativité du mouvement et justifier le choix d'un référentiel.
  • Calculer une vitesse avec la relation v = d / t, et en déduire une distance ou une durée.
  • Convertir une vitesse entre les mètres par seconde et les kilomètres par heure.
  • Lire et construire un graphique distance-temps, et y reconnaître un mouvement uniforme.
  • Modéliser une action mécanique par une force, la représenter par une flèche et distinguer actions de contact et actions à distance.
  • Calculer un poids avec la relation P = m × g, distinguer le poids de la masse et expliquer leur variation d'un astre à l'autre.

Au programme du chapitre

  1. Par rapport à quoi ? Le référentiel
  2. La trajectoire
  3. Uniforme, accéléré, ralenti
  4. La vitesse : v=dtv = \dfrac{d}{t}
  5. Convertir : des m/s aux km/h
  6. Le graphique distance-temps
  7. Modéliser une action par une force
  8. Le poids et la masse
  9. La gravitation universelle

Exercices corrigés

Exercice 1

Dans un TGV lancé à vitesse constante, une voyageuse affirme : « Je suis immobile, je lis tranquillement. » Sur le quai qu'elle traverse, un agent affirme : « Elle file à plus de 300 km/h. » Lequel des deux se trompe ?
Un coup de pouce
Demande-toi si les deux personnes décrivent le mouvement par rapport au même objet.
Voir la correction pas à pas
Aucun des deux. Un mouvement n'existe jamais tout seul : il se décrit toujours par rapport à un objet de référence, appelé référentiel. Dans le référentiel du wagon, la voyageuse ne change pas de position : elle est bien immobile. Dans le référentiel du quai, sa position change à chaque seconde : elle est bien en mouvement. Les deux descriptions sont exactes parce qu'elles ne parlent pas du même référentiel. La faute serait de dire « elle est immobile » sans préciser par rapport à quoi : cette phrase-là, toute seule, n'a pas de sens en physique.

Exercice 2

Un automobiliste parcourt 120 km en 2 heures. Peut-on affirmer qu'il a roulé à 90 km/h à un moment de son trajet ? Et qu'il n'a jamais dépassé 60 km/h ?
Un coup de pouce
Demande-toi ce que la vitesse moyenne permet de savoir, et ce qu'elle ne permet pas de savoir.
Voir la correction pas à pas
Le calcul v=1202=60v = \dfrac{120}{2} = 60 km/h donne la vitesse moyenne : c'est la vitesse constante qu'il aurait fallu tenir pour faire le même trajet dans le même temps. Elle ne dit rien de ce qui s'est passé minute par minute.
On ne peut donc ni affirmer ni exclure qu'il ait roulé à 90 km/h : il a très bien pu rouler à 110 km/h sur autoroute, puis rester coincé dans un embouteillage. La seule chose certaine est qu'il n'a pas roulé tout le temps à moins de 60 km/h, ni tout le temps à plus de 60 km/h. La vitesse lue sur le compteur, elle, est la vitesse à un instant précis : c'est une autre grandeur.

Les pièges à éviter

  • Dire « cet objet est immobile » sans préciser le référentiel.
  • Croire que « mouvement uniforme » veut dire « mouvement rectiligne ».
  • Mélanger les unités dans v=dtv = \dfrac{d}{t}, par exemple des kilomètres avec des secondes.
  • Se tromper de sens dans la conversion entre m/s et km/h.

Pour aller plus loin

Le même thème dans d’autres classes

Physique-chimie dans les autres classes

Réviser autrement