Devoir Surveillé – Chapitre 8

Décrire un mouvement | Physique-Chimie | Première spécialité

Dernière mise à jour : 16 juin 2026

🕑 Durée : 1 heure

🧮 Calculatrice : autorisée

✍ Barème : 20 points

📄 Données : 1 m/s = 3,6 km/h ; \(v_i=\dfrac{M_{i-1}M_{i+1}}{2\tau}\)

Exercice 1 — Référentiel et trajectoire (6 points)

Un satellite décrit une orbite circulaire autour de la Terre.

1. Dans le référentiel géocentrique, le satellite est-il en mouvement ? Quelle est la nature de sa trajectoire ? (3 pts)

2. Un astronaute flotte à l'intérieur de la station. Est-il en mouvement par rapport à la station ? Par rapport à la Terre ? (3 pts)

1. Le satellite est en mouvement dans le référentiel géocentrique ; sa trajectoire est circulaire.

2. L'astronaute est au repos par rapport à la station, mais en mouvement par rapport à la Terre (il suit l'orbite avec la station). Le mouvement est relatif au référentiel.

Exercice 2 — Vitesse sur chronophotographie (8 points)

Une balle de tennis est photographiée toutes les \(\tau=50\) ms. On relève les distances réelles : \(M_0M_1=0{,}20\) m, \(M_1M_2=0{,}30\) m, \(M_2M_3=0{,}40\) m.

1. Convertis \(\tau\) en secondes. (1 pt)

2. Calcule \(v_1=\dfrac{M_0M_2}{2\tau}\) et \(v_2=\dfrac{M_1M_3}{2\tau}\). (4 pts)

3. Le mouvement est-il uniforme, accéléré ou ralenti ? Justifie. (3 pts)

1. \(\tau=50\) ms \(=0{,}050\) s.

2. \(v_1=\dfrac{0{,}20+0{,}30}{2\times0{,}050}=\dfrac{0{,}50}{0{,}10}=5{,}0\) m/s ; \(v_2=\dfrac{0{,}30+0{,}40}{0{,}10}=\dfrac{0{,}70}{0{,}10}=7{,}0\) m/s.

3. La valeur de la vitesse augmente (\(5{,}0\to7{,}0\) m/s) : le mouvement est accéléré.

Exercice 3 — Vecteur variation de vitesse (6 points)

Un cycliste roule en ligne droite. Entre deux instants, sa vitesse passe de \(\vec{v}_i\) (valeur 8,0 m/s) à \(\vec{v}_{i+1}\) (valeur 11,0 m/s), même direction et même sens.

1. Explique comment construire graphiquement \(\Delta\vec{v}=\vec{v}_{i+1}-\vec{v}_i\). (3 pts)

2. Donne la direction et le sens de \(\Delta\vec{v}\), et déduis-en le type de mouvement. (3 pts)

1. On reporte \(-\vec{v}_i\) (le vecteur \(\vec{v}_i\) de sens opposé) à l'extrémité de \(\vec{v}_{i+1}\). Le vecteur \(\Delta\vec{v}\) joint l'origine de \(\vec{v}_{i+1}\) à l'extrémité de \(-\vec{v}_i\).

2. \(\Delta\vec{v}\) a la même direction que le mouvement et le même sens (la vitesse augmente) ; sa valeur vaut \(11{,}0-8{,}0=3{,}0\) m/s. Le mouvement est rectiligne accéléré.