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Chapitre 7 – Mouvement et vitesse – Exercices

3e prépa-métiers  |  Physique-Chimie  |  Mouvement et interactions

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

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Rappels essentiels : Commence par le niveau socle, puis avance à ton rythme. Le code (C1, C2…) indique la capacité travaillée. La calculatrice est autorisée.

Niveau socle — je m'entraîne pas à pas

Exercice 1 Rectiligne, circulaire ou quelconque ? (C1) Socle

Pour chaque objet, écris la forme de sa trajectoire : rectiligne, circulaire ou quelconque. Le premier est fait pour toi.

Aide : imagine le trait que laisserait l'objet s'il avait de la peinture. Ligne droite : rectiligne. Cercle : circulaire. Autre courbe : quelconque.
Exemple. Un ascenseur qui monte → un trait droit, vertical → rectiligne.
1. Un train sur des rails tout droits →
2. Le siège d'un manège qui tourne →
3. Un ballon de basket lancé vers le panier →
4. La pointe de l'aiguille des minutes d'une horloge →
5. Une pomme qui tombe tout droit de l'arbre →
6. Un papillon qui vole de fleur en fleur →

1. Une ligne droite : rectiligne.

2. Le siège fait des tours autour de l'axe : un cercle, circulaire.

3. Le ballon monte puis redescend en arche : quelconque.

4. La pointe de l'aiguille fait le tour du cadran : un cercle, circulaire.

5. La pomme tombe en ligne droite (verticale) : rectiligne.

6. Le papillon fait des virages dans tous les sens : quelconque.

Exercice 2 Trois chronophotographies (C1) Socle

Voici trois chronophotographies. Les points ne sont pas reliés.

Aide : avec ton doigt (ou au crayon), je relie les points dans l'ordre. Puis je regarde la forme du trait.
1. Trajectoire de la bille (A) :
2. Trajectoire de la pointe de l'aiguille (B) :
3. Trajectoire du sauteur (C) :

1. Les points de A sont sur une ligne droite : trajectoire rectiligne.

2. Les points de B forment un cercle autour de l'axe : trajectoire circulaire.

3. Les points de C montent puis redescendent en arche : ni droite, ni cercle, trajectoire quelconque.

Exercice 3 Uniforme, accéléré ou ralenti ? (C2) Socle

Sur des chronophotographies, on a mesuré les écarts entre deux points qui se suivent. Les photos sont prises à intervalles de temps égaux.

ObjetÉcarts entre les points (en cm)Les écarts sont…Le mouvement est…
Exemple : une bille2 ; 2 ; 2 ; 2égauxuniforme
1. Une voiture qui démarre1 ; 2 ; 3 ; 4
2. Un vélo qui freine5 ; 4 ; 2 ; 1
3. Un train qui roule régulièrement8 ; 8 ; 8 ; 8
4. Un ballon qui roule dans l'herbe6 ; 4 ; 3 ; 1
5. Une pomme qui tombe1 ; 3 ; 5 ; 7
Aide : écarts égaux → uniforme. Écarts qui augmentent → accéléré. Écarts qui diminuent → ralenti.

1. Les écarts augmentent : accéléré.

2. Les écarts diminuent : ralenti.

3. Les écarts sont égaux : uniforme.

4. Les écarts diminuent : ralenti (l'herbe freine le ballon).

5. Les écarts augmentent : accéléré (la pomme va de plus en plus vite en tombant).

Exercice 4 La trottinette de Hugo (C2) Socle

Hugo roule en trottinette sur un trottoir tout droit. On note sa position toutes les secondes.

1. Complète le tableau des positions. La première est faite.
Instant0 s1 s2 s3 s4 s
Position (m)0
2. Calcule les quatre écarts. Le premier est amorcé : 3 − 0 = m.
3. Le mouvement de Hugo est-il uniforme, accéléré ou ralenti ?
Aide : un écart = position suivante moins position d'avant.

1. Positions : 0 m ; 3 m ; 6 m ; 9 m ; 12 m.

2. Écarts : 3 − 0 = 3 m ; 6 − 3 = 3 m ; 9 − 6 = 3 m ; 12 − 9 = 3 m.

3. Les écarts sont égaux : le mouvement est uniforme. Le trottoir est droit : Hugo a un mouvement rectiligne uniforme.

Exercice 5 En mouvement ou immobile ? (C3) Socle

Pour chaque ligne, écris en mouvement ou immobile. Le premier est fait pour toi.

ObjetObjet de référenceEn mouvement ou immobile ?
Exemple : Yanis, assis dans le bus qui roulele busimmobile
1. Yanis, assis dans le bus qui roulele trottoir
2. Inès, dans l'ascenseur qui montela cabine de l'ascenseur
3. Inès, dans l'ascenseur qui montele bâtiment
4. Un arbre au bord de la routele sol
5. Un arbre au bord de la routeune voiture qui passe
Aide : je regarde si la position de l'objet change par rapport à l'objet de référence. Elle change : en mouvement. Elle ne change pas : immobile.

1. Yanis s'éloigne des maisons et des arrêts : en mouvement par rapport au trottoir.

2. Inès reste au même endroit dans la cabine : immobile par rapport à la cabine.

3. Inès passe d'un étage à l'autre : en mouvement par rapport au bâtiment.

4. L'arbre reste planté au même endroit : immobile par rapport au sol.

5. Vu de la voiture, l'arbre s'approche puis s'éloigne : en mouvement par rapport à la voiture.

Lignes 4 et 5 : le même arbre est immobile ou en mouvement. Cela dépend de l'objet de référence.

Exercice 6 Sofia sur le manège (C3) Socle

Sofia est assise sur un cheval de bois. Le manège tourne. Son père la regarde, debout sur le sol, à côté du manège.

Aide : je nomme l'objet de référence, puis je regarde si la position de Sofia change par rapport à lui.
1. Par rapport au cheval de bois, Sofia est-elle en mouvement ou immobile ?
2. Par rapport à son père, Sofia est-elle en mouvement ou immobile ?
3. Sofia dit : « Je ne bouge pas. » Son père dit : « Tu tournes ! » Qui a raison ?

1. Sofia reste assise au même endroit sur le cheval : immobile par rapport au cheval de bois.

2. Sofia passe devant son père, puis s'éloigne, puis revient : sa position change. Elle est en mouvement par rapport à son père (et par rapport au sol).

3. Les deux ont raison. Sofia parle par rapport au cheval (ou au manège) ; son père parle par rapport au sol. Le mouvement dépend de l'objet de référence.

Exercice 7 Direction, sens et valeur (C4) Socle

Le TGV roule à 320 km/h sur des rails droits. L'ascenseur monte à 1 m/s. La flèche verte montre la vitesse.

Aide : la direction, c'est la ligne sur laquelle l'objet se déplace. Le sens, c'est vers où il va sur cette ligne. La valeur, c'est le nombre avec son unité.
1. Complète le tableau. Une case est faite pour toi.
DirectionSensValeur
A. Le TGVles rails (horizontale)
B. L'ascenseur
2. L'ascenseur redescend, toujours à 1 m/s. Qu'est-ce qui change : la direction, le sens ou la valeur ?

1.

DirectionSensValeur
A. Le TGVles rails (horizontale)vers la gauche320 km/h
B. L'ascenseurla cage (verticale)vers le haut1 m/s

2. L'ascenseur reste dans la même cage verticale (même direction) et va toujours à 1 m/s (même valeur). Seul le sens change : vers le bas. La flèche pointe maintenant vers le bas.

Exercice 8 Calculer une vitesse pas à pas (C4) Socle

Hugo roule en trottinette. Il parcourt 20 m en 4 s.

Aide : la formule est v = d / t. Mètres et secondes → la vitesse est en m/s. Kilomètres et heures → en km/h.
1. Je lis les données : d = m ; t = s.
2. J'écris la formule : v =
3. Je remplace : v = /
4. Je calcule et j'écris l'unité : v =

À toi pour un autre trajet : un car parcourt 120 km en 2 h.

5. Calcule sa vitesse moyenne, avec les mêmes étapes. N'oublie pas l'unité.

1. d = 20 m ; t = 4 s.

2. v = d / t.

3. v = 20 / 4.

4. v = 5 m/s (mètres et secondes : m/s). Hugo parcourt 5 m chaque seconde.

5. d = 120 km ; t = 2 h. v = d / t = 120 / 2 = 60 km/h (kilomètres et heures : km/h).

Exercice 9 Série de vitesses (C4) Socle

Calcule la vitesse moyenne de chaque trajet avec v = d / t. Le premier est fait pour toi.

TrajetDistance dDurée tCalcul v = d / tVitesse avec l'unité
Exemple : un coureur60 m10 s60 / 10 = 66 m/s
1. Un scooter90 km2 h
2. Une élève sur la piste400 m80 s
3. Un bus150 km3 h
4. Un chien qui court45 m5 s
Aide : je divise la distance par la durée (touche ÷). m et s → m/s ; km et h → km/h.

1. 90 / 2 = 45 → 45 km/h.

2. 400 / 80 = 5 → 5 m/s.

3. 150 / 3 = 50 → 50 km/h.

4. 45 / 5 = 9 → 9 m/s.

Exercice 10 Convertir des vitesses (C5) Socle

Convertis chaque vitesse. Le premier est fait pour toi.

Aide : km/h → m/s : je divise par 3,6. m/s → km/h : je multiplie par 3,6. Je vérifie : le nombre en m/s est toujours plus petit.
Exemple. 36 km/h → 36 ÷ 3,6 = 10 m/s.
1. 72 km/h → 72 ÷ 3,6 = m/s
2. 18 km/h → m/s
3. 90 km/h → m/s
4. 5 m/s → 5 × 3,6 = km/h
5. 15 m/s → km/h

1. 72 ÷ 3,6 = 20 m/s.

2. 18 ÷ 3,6 = 5 m/s.

3. 90 ÷ 3,6 = 25 m/s.

4. 5 × 3,6 = 18 km/h.

5. 15 × 3,6 = 54 km/h.

Vérification : à chaque ligne, le nombre en m/s est plus petit que le nombre en km/h.

Exercice 11 Une distance ou une durée (C5) Socle

Pour chaque question, j'utilise le triangle : je cache la lettre que je cherche.

Aide : je cherche la distance : d = v × t. Je cherche la durée : t = d / v. Les km/h vont avec les km et les h.
1. Un vélo roule à 15 km/h pendant 2 h. Quelle distance parcourt-il ?
d = v × t = 15 × 2 =
2. Une voiture roule en ville à 50 km/h pendant 0,5 h. Quelle distance parcourt-elle ?
3. Un car roule à 80 km/h. Il doit parcourir 160 km. Combien de temps dure le trajet ?
t = d / v = 160 / 80 =
4. Un cycliste roule à 20 km/h. Il doit parcourir 60 km. Combien de temps dure le trajet ?

1. d = 15 × 2 = 30 km.

2. Je cherche d : d = v × t = 50 × 0,5 = 25 km.

3. t = 160 / 80 = 2 h.

4. Je cherche t : t = d / v = 60 / 20 = 3 h.

Niveau standard — j'applique dans des situations

Exercice 12 Le départ du cycliste (C1, C2) Standard

Un cycliste démarre sur une piste toute droite. On note sa position toutes les secondes.

1. Quelle est la forme de la trajectoire du cycliste ?
2. Lis les six positions, puis calcule les cinq écarts.
3. Entre 0 s et 3 s, le mouvement est-il uniforme, accéléré ou ralenti ? Justifie.
4. Entre 3 s et 5 s, le mouvement est-il uniforme, accéléré ou ralenti ? Justifie.
5. Entre 3 s et 5 s, quelle distance le cycliste parcourt-il chaque seconde ?

1. Les points sont sur une ligne droite : trajectoire rectiligne.

2. Positions : 0 m ; 1 m ; 4 m ; 9 m ; 14 m ; 19 m.
Écarts : 1 − 0 = 1 m ; 4 − 1 = 3 m ; 9 − 4 = 5 m ; 14 − 9 = 5 m ; 19 − 14 = 5 m.

3. De 0 s à 3 s, les écarts augmentent (1 m, puis 3 m, puis 5 m) : mouvement accéléré. Le cycliste démarre.

4. De 3 s à 5 s, les écarts sont égaux (5 m et 5 m) : mouvement uniforme.

5. Il parcourt 5 m chaque seconde, c'est-à-dire qu'il roule à 5 m/s.

Bilan : un même trajet peut avoir plusieurs parties. Ici : rectiligne accéléré, puis rectiligne uniforme.

Exercice 13 Le train qui démarre en gare (C3) Standard

Sami est assis dans le train A, arrêté le long du quai. Sur la voie d'à côté, le train B démarre. Sami regarde par la fenêtre le train B : il a l'impression que son train recule !

1. Par rapport au quai, le train A est-il en mouvement ou immobile ?
2. Par rapport au train B, Sami est-il en mouvement ou immobile ? Explique.
3. Quel objet de référence le cerveau de Sami a-t-il pris sans le savoir ?
4. Que doit regarder Sami pour savoir si son train roule vraiment ?

1. Le train A ne s'éloigne pas du pilier : il est immobile par rapport au quai.

2. Le train B avance : la distance entre Sami et l'avant du train B change. Sami est en mouvement par rapport au train B.

3. Son cerveau a pris le train B comme objet de référence. Par rapport au train B, Sami part vers l'arrière : il croit que son train recule.

4. Il doit regarder un objet fixe du quai (le pilier, un panneau). Si sa position ne change pas par rapport au pilier, son train est bien arrêté.

Exercice 14 Les records du sprint (C4, C5) Standard

Voici trois records du monde d'athlétisme.

AthlèteCourseDuréeLieu et date
Usain Bolt100 m9,58 sBerlin, 16 août 2009
Usain Bolt200 m19,19 sBerlin, 20 août 2009
Florence Griffith-Joyner100 m10,49 sIndianapolis, 16 juillet 1988

Source : World Athletics (fédération internationale d'athlétisme), records du monde.

1. Calcule la vitesse moyenne de chaque record, en m/s. Arrondis au dixième.
2. Bolt a-t-il couru plus vite en moyenne sur le 100 m ou sur le 200 m ? Compare les résultats arrondis.
3. Convertis la vitesse de Florence Griffith-Joyner en km/h. Arrondis à l'unité.
4. Un vélo à assistance électrique ne reçoit plus d'aide du moteur à partir de 25 km/h. Florence Griffith-Joyner courait-elle plus vite ?

1. v = d / t.

  • Bolt, 100 m : 100 / 9,58 ≈ 10,4 m/s.
  • Bolt, 200 m : 200 / 19,19 ≈ 10,4 m/s.
  • Griffith-Joyner, 100 m : 100 / 10,49 ≈ 9,5 m/s.

2. Arrondies au dixième, les deux vitesses sont les mêmes : 10,4 m/s. Bolt a gardé presque la même vitesse moyenne sur une course deux fois plus longue.

3. m/s → km/h : je multiplie par 3,6. 9,5 × 3,6 = 34,2, soit environ 34 km/h.

4. Oui : 34 km/h est plus grand que 25 km/h. En moyenne, elle courait plus vite qu'un vélo électrique quand son moteur s'arrête d'aider.

Exercice 15 Qui va le plus vite pour aller au collège ? (C4) Standard

Trois élèves vont au collège. Chacun a mesuré son trajet.

ÉlèveMoyen de transportDistanceDurée
Inèsà pied1,2 km0,25 h (15 min)
Yanisà vélo3 km0,25 h (15 min)
Léoen bus4 km0,2 h (12 min)
1. Calcule la vitesse moyenne de chaque élève, en km/h.
2. Range les trois élèves, du plus lent au plus rapide.
3. Inès et Yanis mettent le même temps. Pourquoi n'ont-ils pas la même vitesse ?
4. Léo dit : « Mon bus roule toujours à 20 km/h. » A-t-il raison ? Pense aux arrêts et aux feux rouges.

1. On utilise les durées en heures (km et h → km/h).

  • Inès : v = 1,2 / 0,25 = 4,8 km/h.
  • Yanis : v = 3 / 0,25 = 12 km/h.
  • Léo : v = 4 / 0,2 = 20 km/h.

2. Inès (4,8 km/h) → Yanis (12 km/h) → Léo (20 km/h).

3. En 15 min, Yanis parcourt une plus grande distance (3 km contre 1,2 km) : il va plus vite.

4. Non. 20 km/h est une vitesse moyenne. Le bus s'arrête, ralentit, accélère : parfois il va plus vite que 20 km/h, parfois il est arrêté.

Exercice 16 Contrôle des vitesses (C5) Standard

Des élèves ont mesuré la vitesse de plusieurs véhicules, en m/s. Ils veulent savoir si chaque véhicule respecte la vitesse maximale.

Véhicule et lieuVitesse mesuréeVitesse en km/hVitesse maximaleRespectée ?
Voiture en ville15 m/s50 km/h
Voiture sur une route à double sens limitée à 80 km/h24 m/s80 km/h
Voiture sur autoroute35 m/s130 km/h
Scooter de 50 cm312 m/s45 km/h

Source : Code de la route, articles R413-2 et R413-3 (limitations de vitesse) et R311-1 (cyclomoteur).

1. Convertis chaque vitesse mesurée en km/h. Arrondis à l'unité si besoin.
2. Pour chaque véhicule, dis si la vitesse maximale est respectée.

1. m/s → km/h : je multiplie par 3,6.

  • Voiture en ville : 15 × 3,6 = 54 km/h.
  • Route à double sens : 24 × 3,6 = 86,4, soit environ 86 km/h.
  • Autoroute : 35 × 3,6 = 126 km/h.
  • Scooter : 12 × 3,6 = 43,2, soit environ 43 km/h.

2.

  • Voiture en ville : 54 km/h, plus que 50 km/h → non respectée.
  • Route à double sens : 86 km/h, plus que 80 km/h → non respectée.
  • Autoroute : 126 km/h, moins que 130 km/h → respectée.
  • Scooter : 43 km/h, moins que 45 km/h → respectée.
Exercice 17 Deux secondes sur le téléphone (C5) Standard

Un conducteur regarde son téléphone. Pendant ce temps, il ne regarde pas la route, mais sa voiture continue d'avancer à la même vitesse.

SituationVitesseDurée sans regarder la route
A. En ville50 km/h1 s
B. Sur une route hors ville80 km/h2 s
C. Sur autoroute130 km/h2 s
1. Les durées sont en secondes. Convertis chaque vitesse en m/s. Arrondis au dixième.
2. Calcule la distance parcourue sans regarder la route dans chaque situation. Arrondis à l'unité.
3. Une piscine olympique mesure 50 m de long. Dans quelle situation la voiture parcourt-elle plus que la longueur d'une piscine sans que le conducteur regarde la route ?

1. km/h → m/s : je divise par 3,6.

  • A : 50 ÷ 3,6 ≈ 13,9 m/s.
  • B : 80 ÷ 3,6 ≈ 22,2 m/s.
  • C : 130 ÷ 3,6 ≈ 36,1 m/s.

2. Je cherche d : d = v × t (m/s avec des s : les unités vont ensemble).

  • A : d = 13,9 × 1 ≈ 14 m.
  • B : d = 22,2 × 2 = 44,4, soit environ 44 m.
  • C : d = 36,1 × 2 = 72,2, soit environ 72 m.

3. Situation C : 72 m, c'est plus que la longueur d'une piscine olympique (50 m). En 2 secondes de téléphone sur l'autoroute, la voiture avance « à l'aveugle » sur presque une piscine et demie.

Approfondissement — je résous seul

Exercice 18 La valise sur le tapis roulant (C2, C3, C4, C5) Approfondissement

Dans un aéroport, Léa pose sa valise sur un tapis roulant et reste debout à côté d'elle, sans marcher. Le tapis est tout droit. On photographie la valise toutes les 2 s.

1. Décris le mouvement de la valise par rapport au sol (trajectoire et vitesse). Justifie avec des calculs.
2. Calcule la vitesse moyenne de la valise, en m/s, puis en km/h.
3. Le tapis roulant mesure 60 m de long. Combien de temps faut-il à la valise pour aller d'un bout à l'autre ? Donne le résultat en secondes, puis en minutes et secondes.
4. Par rapport à sa valise, Léa est-elle en mouvement ou immobile ? Et par rapport au sol ?

1. Positions : 0 m ; 1,5 m ; 3 m ; 4,5 m ; 6 m. Écarts : 1,5 − 0 = 1,5 m ; 3 − 1,5 = 1,5 m ; 4,5 − 3 = 1,5 m ; 6 − 4,5 = 1,5 m. Les écarts sont égaux et les points sont alignés : mouvement rectiligne uniforme par rapport au sol.

2. De 0 s à 8 s, la valise parcourt d = 6 m en t = 8 s.
v = d / t = 6 / 8 = 0,75 m/s.
En km/h : 0,75 × 3,6 = 2,7 km/h.

3. Je cherche t : t = d / v = 60 / 0,75 = 80 s. 80 s = 60 s + 20 s = 1 min 20 s.

4. Léa reste à côté de sa valise : elle est immobile par rapport à la valise (et par rapport au tapis). Elle avance avec le tapis : elle est en mouvement par rapport au sol.

Exercice 19 Arriver à l'heure au stage (C4, C5) Approfondissement

Malik fait un stage dans une entreprise. Il doit y être à 8 h 00. L'entreprise est à 6 km de chez lui. Il hésite entre deux façons d'y aller.

1. Combien de temps dure le trajet à vélo ? Donne le résultat en heures, puis en minutes.
2. À quelle heure Malik doit-il partir, au plus tard, à vélo ?
3. Combien de temps dure le trajet à pied ? Donne le résultat en heures, puis en heures et minutes.
4. Malik part à pied à 7 h 00. Arrive-t-il à l'heure ? Justifie.
5. Convertis 20 km/h en m/s. Arrondis au dixième.

1. Je cherche t : t = d / v = 6 / 20 = 0,3 h. En minutes : 0,3 × 60 = 18 min (et non 30 min !).

2. 8 h 00 − 18 min = 7 h 42. Il doit partir au plus tard à 7 h 42.

3. t = d / v = 6 / 5 = 1,2 h. 1,2 h = 1 h + 0,2 h ; 0,2 × 60 = 12 min. Donc 1 h 12 min.

4. 7 h 00 + 1 h 12 min = 8 h 12. Il arrive 12 minutes en retard. À pied, il devrait partir au plus tard à 6 h 48.

5. km/h → m/s : 20 ÷ 3,6 ≈ 5,6 m/s.

Exercice 20 Le compte rendu de Nassim : trouver les erreurs (C1, C2, C3, C4, C5) Approfondissement

Nassim a écrit sept phrases dans son compte rendu. Certaines sont fausses ou incomplètes.

N°Phrase de Nassim
1Le chauffeur du bus est immobile.
2Les positions de la voiture sont 0 m ; 5 m ; 10 m ; 15 m. Elles augmentent, donc le mouvement est accéléré.
3Un cycliste parcourt 30 km en 2 h. Sa vitesse est v = 2 / 30 ≈ 0,07 km/h.
4Le trajet dure 0,75 h, c'est-à-dire 75 min.
590 km/h = 90 × 3,6 = 324 m/s.
6Le siège d'un manège qui tourne a une trajectoire circulaire.
7La vitesse moyenne de Bolt sur 100 m est v = 100 / 9,58 ≈ 10,4.
1. Une seule phrase est entièrement juste. Laquelle ?
2. Pour chacune des autres phrases, explique l'erreur et écris la phrase corrigée.

1. La phrase 6 est juste : le siège tourne autour de l'axe, sa trajectoire est un cercle.

2.

  • Phrase 1 : il manque l'objet de référence. Correction : « Le chauffeur est immobile par rapport au bus » (il est en mouvement par rapport à la route).
  • Phrase 2 : il faut comparer les écarts, pas les positions. Écarts : 5 m ; 5 m ; 5 m. Ils sont égaux : le mouvement est uniforme.
  • Phrase 3 : Nassim a divisé la durée par la distance. Correction : v = d / t = 30 / 2 = 15 km/h.
  • Phrase 4 : une heure a 60 min, pas 100. Correction : 0,75 × 60 = 45 min.
  • Phrase 5 : mauvais sens de conversion (le nombre en m/s doit être plus petit). Correction : 90 ÷ 3,6 = 25 m/s.
  • Phrase 7 : il manque l'unité. Correction : v ≈ 10,4 m/s.