Chapitre 8 – Décrire un mouvement

Définir, avec tes propres mots, ce qu'est le système étudié et ce qu'est le référentiel. Donner un exemple de référentiel d'usage courant en physique.

Une passagère est assise dans un train qui roule à vitesse constante sur une voie rectiligne.

1. Est-elle en mouvement dans le référentiel du train ? Justifier.
2. Est-elle en mouvement dans le référentiel du sol (quai) ? Justifier.

Deux voitures roulent côte à côte sur l'autoroute, exactement à la même vitesse de 110 km/h, dans le même sens.

1. Le conducteur de la voiture A regarde la voiture B. La voiture B est-elle en mouvement par rapport à lui ? Justifier.
2. La voiture B est-elle en mouvement par rapport à un arbre au bord de la route ?

Un parachutiste saute d'un avion puis tombe vers le sol.

1. Dans quel référentiel décrit-on habituellement sa chute ?
2. Pour un passager resté dans l'avion (qui poursuit son vol horizontal), le parachutiste s'éloigne. Que peut-on dire de son mouvement dans le référentiel de l'avion ?

Pour chaque situation, indiquer la nature de la trajectoire (rectiligne, circulaire ou curviligne) dans le référentiel terrestre.

1. Une bille lâchée qui tombe verticalement.
2. Une nacelle de grande roue qui tourne.
3. Un ballon de basket lancé vers le panier.
4. Une voiture roulant sur une route droite.

On a relevé les positions successives d'un mobile dans le référentiel terrestre (chronophotographie). Identifier la nature de la trajectoire représentée.

Voici les positions successives d'un autre mobile. Identifier la nature de la trajectoire.

On considère la valve d'une roue de vélo qui avance sur une route.

1. Quelle est la trajectoire de la valve dans le référentiel du cadre du vélo ?
2. Quelle est sa trajectoire dans le référentiel du sol (rectiligne, circulaire ou curviligne) ?

Convertir les vitesses suivantes :

1. 15 m/s en km/h ;
2. 90 km/h en m/s ;
3. 5,0 m/s en km/h ;
4. 72 km/h en m/s.

Un coureur parcourt 400 m en 50 s à allure régulière.

1. Calculer sa vitesse moyenne en m/s.
2. Convertir cette vitesse en km/h.

Un cycliste roule à la vitesse moyenne de 24 km/h.

1. Convertir sa vitesse en m/s.
2. Quelle distance, en m, parcourt-il en 30 s ?

Un TGV met 2,0 h pour relier deux gares distantes de 480 km.

1. Calculer sa vitesse moyenne en km/h.
2. Convertir cette vitesse en m/s.

Le tableau donne les distances parcourues par une voiture aux différents instants d'un trajet.

1. Calculer la vitesse moyenne sur les 30 s, en m/s.
2. Convertir cette vitesse en km/h.
3. Le mouvement est-il uniforme ? Justifier à partir du tableau.

Citer les quatre caractéristiques d'un vecteur vitesse \(\vec v\) en un point.

Voici la chronophotographie d'un mobile (positions prises à intervalles de temps égaux).

1. Les écarts entre positions successives sont-ils constants, croissants ou décroissants ?
2. En déduire la nature du mouvement (uniforme, accéléré ou ralenti).

Sur une chronophotographie, deux positions voisines sont distantes de d = 9,0 cm. La durée entre deux images est τ = 30 ms.

1. Convertir d en mètres et τ en secondes.
2. Calculer la valeur de la vitesse en m/s.

Une chronophotographie d'une bille donne les distances parcourues entre positions successives, pour une durée τ = 40 ms (= 0,040 s) entre deux images.

1. Calculer la vitesse sur l'intervalle 1→2.
2. Le mouvement est-il uniforme, accéléré ou ralenti ? Justifier.

Une chronophotographie d'un objet lancé verticalement vers le haut donne les distances entre positions successives, pour τ = 50 ms (= 0,050 s).

1. Calculer la vitesse sur chacun des trois intervalles.
2. En déduire la nature du mouvement et l'allure du vecteur vitesse.