3e prépa-métiers | Physique-Chimie | Mouvement et interactions | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Le 16 août 2009, à Berlin, Usain Bolt court le 100 m en 9,58 s. C'est toujours le record du monde.
Ce jour-là, des appareils ont mesuré le moment où Bolt passe tous les 10 m.
Yanis : « Bolt est le plus rapide. Il court à fond, à la même vitesse, du début à la fin. »
Inès : « Je ne crois pas. Au départ, il sort des blocs. Il ne peut pas être déjà à fond. »
Avant de chercher, donne ton avis. Il n'y a pas de mauvaise réponse.
Qui a raison, selon toi : Yanis ou Inès ?
Chacun peut avoir un avis différent. Pour savoir qui a raison, on ne devine pas : on regarde les mesures. C'est le but des questions suivantes.
Le chronomètre démarre au coup de pistolet (0 s). Au-dessus de chaque trait, on lit le temps affiché quand Bolt passe ce trait.
Les mêmes temps, dans un tableau :
| Distance | 0 m | 10 m | 20 m | 30 m | 40 m | 50 m |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Temps | 0 s | 1,89 s | 2,88 s | 3,78 s | 4,64 s | 5,47 s |
| Distance | 60 m | 70 m | 80 m | 90 m | 100 m | |
| Temps | 6,29 s | 7,10 s | 7,92 s | 8,75 s | 9,58 s |
Source : World Athletics (fédération internationale d'athlétisme, appelée IAAF en 2009), analyse biomécanique des championnats du monde de Berlin 2009 : temps de passage tous les 10 m de la finale du 100 m hommes.
Lis le document. À quel temps Bolt passe-t-il le trait des 50 m ?
Je cherche « 50 m » en bas, puis je lis le temps au-dessus : Bolt passe les 50 m à 5,47 s.
Remarque : il a fait la moitié de la course (50 m) en un peu plus de la moitié du temps (9,58 s ÷ 2 = 4,79 s). La première moitié lui a pris plus de temps.
On découpe la course en tranches de 10 m. Pour chaque tranche, on calcule sa durée :
durée = temps à la fin de la tranche − temps au début de la tranche
Exemple : de 10 m à 20 m, la durée est 2,88 − 1,89 = 0,99 s.
Complète le tableau.
| Tranche | de 0 à 10 m | de 10 à 20 m | de 20 à 30 m | de 30 à 40 m |
|---|---|---|---|---|
| Calcul | 1,89 − 0 | 2,88 − 1,89 | 3,78 − 2,88 | 4,64 − 3,78 |
| Durée | 0,99 s |
Aide : utilise la calculatrice.
| Tranche | de 0 à 10 m | de 10 à 20 m | de 20 à 30 m | de 30 à 40 m |
|---|---|---|---|---|
| Durée | 1,89 s | 0,99 s | 0,90 s | 0,86 s |
La première tranche est très longue : Bolt part arrêté, il doit réagir au coup de pistolet puis sortir des blocs.
Toutes les tranches ont la même longueur : 10 m.
a) Regarde les durées de la question 3. Elles augmentent ou elles diminuent ?
b) Complète : pour faire 10 m, Bolt met de moins en moins de temps. Il va donc de plus en plus .
Aide : pense à deux élèves qui font 10 m. Celui qui met le moins de temps est le plus rapide.
a) 1,89 s ; 0,99 s ; 0,90 s ; 0,86 s : les durées diminuent.
b) Il va de plus en plus vite. Au début de la course, le mouvement de Bolt est accéléré.
Fais la même chose pour les quatre dernières tranches. Utilise le document 1.
| Tranche | de 60 à 70 m | de 70 à 80 m | de 80 à 90 m | de 90 à 100 m |
|---|---|---|---|---|
| Calcul | 7,10 − 6,29 | 7,92 − 7,10 | 8,75 − 7,92 | 9,58 − 8,75 |
| Durée |
| Tranche | de 60 à 70 m | de 70 à 80 m | de 80 à 90 m | de 90 à 100 m |
|---|---|---|---|---|
| Durée | 0,81 s | 0,82 s | 0,83 s | 0,83 s |
a) Compare les quatre durées de la question 5. Sont-elles très différentes ou presque égales ?
b) Un mouvement dont la vitesse ne change pas s'appelle un mouvement uniforme. À la fin de la course, le mouvement de Bolt est-il presque uniforme ?
a) 0,81 s ; 0,82 s ; 0,83 s ; 0,83 s : les durées sont presque égales (elles diffèrent de 2 centièmes de seconde au plus).
b) Oui. Bolt met presque le même temps pour chaque tranche de 10 m : sa vitesse ne change presque plus. Son mouvement est presque uniforme.
Relis la situation. Qui avait raison : Yanis ou Inès ? Explique en une phrase.
Inès avait raison. Au début, les durées diminuent : Bolt va de plus en plus vite (mouvement accéléré). Ensuite, les durées sont presque égales : sa vitesse ne change presque plus (mouvement presque uniforme).
Bolt ne court donc pas à la même vitesse du départ à l'arrivée.
La vitesse moyenne dit quelle distance on parcourt, en moyenne, pendant une seconde. On la calcule avec :
v = d / t (la distance divisée par la durée)
Avec une distance en mètres (m) et une durée en secondes (s), la vitesse est en mètres par seconde (m/s).
Sur toute la course : d = 100 m et t = 9,58 s.
Calcule la vitesse moyenne de Bolt. Arrondis au dixième. v =
Aide : à la calculatrice, tape 100 ÷ 9,58.
v = d / t = 100 / 9,58 ≈ 10,4 m/s.
En moyenne, Bolt parcourt environ 10,4 m chaque seconde.
Entre 60 m et 70 m, Bolt parcourt d = 10 m en t = 0,81 s (question 5).
a) Calcule sa vitesse moyenne sur cette tranche. Arrondis au dixième. v =
b) Cette vitesse est-elle plus grande ou plus petite que sa vitesse moyenne sur toute la course (question 8) ?
a) v = d / t = 10 / 0,81 ≈ 12,3 m/s.
b) 12,3 m/s est plus grand que 10,4 m/s. C'est normal : la vitesse moyenne sur toute la course compte aussi le départ, où Bolt va moins vite. Une vitesse moyenne ne dit pas la vitesse à chaque instant.
Sur la route, on donne les vitesses en kilomètres par heure (km/h). Pour passer des m/s aux km/h, on multiplie par 3,6.
a) Convertis 12,3 m/s en km/h. Arrondis à l'unité.
b) Un scooter de 50 cm3 roule au plus à 45 km/h. Bolt va-t-il presque aussi vite ?
a) 12,3 × 3,6 = 44,28, soit environ 44 km/h.
b) Oui : 44 km/h, c'est presque la vitesse maximale d'un scooter de 50 cm3 (45 km/h). Mais Bolt ne tient cette vitesse que quelques secondes.
Complète avec les mots : accéléré – uniforme – vite – v = d / t – m/s.
Réponse à la problématique : non, Bolt ne court pas à la même vitesse du départ à l'arrivée. Au début, son mouvement est accéléré. À la fin, il est presque uniforme, à environ 12 m/s. Sa vitesse moyenne sur 100 m est d'environ 10,4 m/s.
Sources : World Athletics (ex-IAAF), liste des records du monde (100 m hommes : Usain Bolt, 9,58 s, Berlin, 16 août 2009) et analyse biomécanique des championnats du monde de Berlin 2009 (temps de passage tous les 10 m) ; Code de la route, article R311-1 (cyclomoteur : 45 km/h au plus).
📚 Après cette activité, le cours reprend ces idées : leçon du chapitre 7, sections 3 (uniforme, accéléré ou ralenti), 5 (la vitesse moyenne) et 6 (conversions).