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Activité – Rouler plus vite, est-ce s'arrêter plus loin ?

3e prépa-métiers  |  Physique-Chimie  |  L'énergie et ses conversions  |  ⏱ 40 min

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Objectifs :

Situation – Une discussion avant le permis

Bilal et Emma préparent le code de la route.

En ville, on roule à 50 km/h. Sur l'autoroute, on peut rouler à 130 km/h.

Bilal : « À 130 km/h, je vais à peu près 2 fois et demie plus vite qu'à 50 km/h. Il me faut donc 2 fois et demie plus de place pour m'arrêter. »

Emma : « Je ne crois pas. Je pense qu'il faut beaucoup plus de place que ça. »

Problématique : Quand la vitesse augmente, la distance pour s'arrêter augmente-t-elle autant que la vitesse ? Pourquoi ?

Partie 1 – Mon avis et les vrais chiffres

Question 1 APP

Avant de chercher, donne ton avis. Il n'y a pas de mauvaise réponse.

Qui a raison, selon toi : Bilal ou Emma ?

Chacun peut avoir un avis différent. Pour savoir qui a raison, on ne devine pas : on regarde des données. C'est le but des questions suivantes.

Question 2 APP

Document 1 — Les accidents de la route en 2024

En 2024, en France métropolitaine, 3 193 personnes sont mortes sur la route.

Après chaque accident mortel, la police ou la gendarmerie note les causes. Un même conducteur peut avoir plusieurs causes.

Cause notée chez le conducteur responsableSur 100 conducteurs responsables d'un accident mortel
vitesse trop élevée ou pas adaptée (par exemple, trop rapide sous la pluie)29
alcool22
inattention14
drogue (stupéfiants)13

Source : Observatoire national interministériel de la sécurité routière (ONISR), bilan définitif de l'accidentalité routière 2024, publié le 28 mai 2025 (France métropolitaine).

a) Relève le nombre de morts sur la route en 2024.

b) Relève la cause notée le plus souvent.

a) 3 193 personnes sont mortes sur la route en 2024, en France métropolitaine.

b) La vitesse : elle est notée chez 29 conducteurs responsables sur 100, soit presque 3 sur 10. C'est la première cause, devant l'alcool.

Partie 2 – La distance pour s'arrêter

Question 3 REA

Document 2 — Les deux étapes pour s'arrêter

Quand un conducteur voit un danger, la voiture ne s'arrête pas tout de suite.

La distance d'arrêt est la distance totale : distance de réaction + distance de freinage.

Les mêmes valeurs sont dans le tableau. Complète la dernière colonne : distance d'arrêt = distance de réaction + distance de freinage.

VitesseDistance de réaction (1 s)Distance de freinage (route sèche)Distance d'arrêt
50 km/h14 m14 m
90 km/h25 m45 m
130 km/h36 m93 m

Source : Délégation à la sécurité et à la circulation routières, dépliant « La vitesse : connaissez-vous ses effets et ses risques ? » (securite-routiere.gouv.fr, 2010). Temps de réaction de 1 seconde, route sèche.

VitesseCalculDistance d'arrêt
50 km/h14 + 1428 m
90 km/h25 + 4570 m
130 km/h36 + 93129 m

Question 4 REA

On compare 130 km/h et 50 km/h.

a) Calcule 130 ÷ 50. Ce nombre dit combien de fois la vitesse est plus grande.

b) Calcule 129 ÷ 28. Arrondis au dixième. Ce nombre dit combien de fois la distance d'arrêt est plus grande.

a) 130 ÷ 50 = 2,6 : la vitesse est multipliée par 2,6.

b) 129 ÷ 28 ≈ 4,607, soit environ 4,6 : la distance d'arrêt est multipliée par 4,6.

Question 5 ANA

Compare les deux nombres de la question 4.

La distance d'arrêt augmente-t-elle autant que la vitesse, ou plus vite ?

4,6 est plus grand que 2,6. La distance d'arrêt augmente plus vite que la vitesse.

À 130 km/h, il ne faut pas 2,6 fois plus de place, mais environ 4,6 fois plus de place pour s'arrêter.

Question 6 ANA

On cherche quelle partie de la distance d'arrêt grandit le plus. On compare encore 130 km/h et 50 km/h.

a) Calcule 36 ÷ 14 (distance de réaction). Arrondis au dixième.

b) Calcule 93 ÷ 14 (distance de freinage). Arrondis au dixième.

c) Quelle distance augmente beaucoup plus vite que la vitesse (× 2,6) ?

a) 36 ÷ 14 ≈ 2,6 : la distance de réaction est multipliée par 2,6, comme la vitesse.

b) 93 ÷ 14 ≈ 6,6 : la distance de freinage est multipliée par 6,6.

c) C'est la distance de freinage. Elle augmente beaucoup plus vite que la vitesse : on cherche pourquoi dans la partie 3.

Partie 3 – Pourquoi le freinage est-il si long ?

Question 7 REA

Document 3 — L'énergie d'une voiture qui roule

Vocabulaire

Un objet en mouvement possède de l'énergie. On l'appelle l'énergie cinétique. Son symbole est Ec. Son unité est le joule (J).

Elle se calcule avec la formule :

Ec = ½ × m × v²

avec m la masse en kg et v la vitesse en m/s. « ½ » veut dire 0,5. « v² » veut dire v × v : à la calculatrice, la touche x².

Pour s'arrêter, la voiture doit perdre toute son énergie cinétique. En freinant, les freins chauffent : l'énergie cinétique devient de l'énergie thermique (de la chaleur).

Une petite voiture a une masse de 1 000 kg. Elle roule à 90 km/h.

Convertis sa vitesse en m/s : divise par 3,6.   v =

v = 90 ÷ 3,6 = 25 m/s.

Question 8 REA

Calcule l'énergie cinétique de la voiture à 90 km/h (m = 1 000 kg ; v = 25 m/s).   Ec =

Aide : à la calculatrice, tape 0,5 × 1000 × 25, puis la touche x², puis =.

Ec = ½ × m × v² = 0,5 × 1 000 × 25² = 0,5 × 1 000 × 625 = 312 500 J.

Question 9 ANA

Document 4 — L'énergie cinétique de la même voiture (1 000 kg)

Vitesse50 km/h (13,9 m/s)90 km/h (25 m/s)130 km/h (36 m/s)
Énergie cinétique Ec96 605 Jquestion 8648 000 J

a) Calcule 648 000 ÷ 96 605. Arrondis au dixième. Ce nombre dit combien de fois l'énergie est plus grande à 130 km/h qu'à 50 km/h.

b) Compare ce nombre à celui de la distance de freinage (question 6 b). Que remarques-tu ?

a) 648 000 ÷ 96 605 ≈ 6,7. L'énergie cinétique est multipliée par environ 6,7.

b) La distance de freinage est multipliée par 6,6. Les deux nombres sont presque les mêmes. La distance de freinage augmente comme l'énergie cinétique : plus il y a d'énergie à faire disparaître, plus il faut de distance pour freiner.

Question 10 VAL

Dans la formule Ec = ½ × m × v², la vitesse est au carré : on calcule v × v.

Explique en une phrase pourquoi l'énergie cinétique augmente beaucoup plus vite que la vitesse.

La vitesse compte deux fois dans le calcul (v × v). Quand la vitesse est multipliée par 2,6, l'énergie est multipliée par 2,6 × 2,6 ≈ 6,8 : c'est presque le 6,7 trouvé à la question 9 (l'écart vient des arrondis).

Partie 4 – Conclure

Question 11 VAL

Relis la situation. Qui avait raison : Bilal ou Emma ? Explique avec un nombre trouvé dans l'activité.

Emma avait raison. À 130 km/h, on va 2,6 fois plus vite qu'à 50 km/h, mais il faut environ 4,6 fois plus de place pour s'arrêter : 129 m au lieu de 28 m.

Bilal oublie que la vitesse est au carré dans l'énergie cinétique : la distance de freinage est multipliée par 6,6.

Question 12 COM

D'après le document 1, la vitesse est la première cause des accidents mortels.

Écris une règle de sécurité pour Bilal, en une phrase.

Par exemple : « Respecte les limitations de vitesse, et roule moins vite sous la pluie. » Rouler un peu moins vite fait beaucoup baisser l'énergie de la voiture et la distance pour s'arrêter.

Question 13 REA  Pour aller plus loin

La même voiture de 1 000 kg roule à 10 m/s (36 km/h), puis à 20 m/s (72 km/h) : sa vitesse est multipliée par 2.

a) Calcule son énergie cinétique à 10 m/s.

b) Calcule son énergie cinétique à 20 m/s.

c) Par combien l'énergie est-elle multipliée ?

a) Ec = 0,5 × 1 000 × 10² = 0,5 × 1 000 × 100 = 50 000 J.

b) Ec = 0,5 × 1 000 × 20² = 0,5 × 1 000 × 400 = 200 000 J.

c) 200 000 ÷ 50 000 = 4. Vitesse × 2 → énergie × 4 (car 2 × 2 = 4).

Ce que j'ai découvert

Complète avec les mots : réaction – freinage – énergie cinétique – carré – thermique – plus vite.

  • Distance d'arrêt = distance de réaction + distance de freinage.
  • Quand la vitesse augmente, la distance d'arrêt augmente plus vite que la vitesse.
  • Une voiture qui roule possède une énergie cinétique : Ec = ½ × m × v². La vitesse y est au carré.
  • En freinant, cette énergie devient de l'énergie thermique : les freins chauffent.

Réponse à la problématique : non, la distance d'arrêt n'augmente pas autant que la vitesse : elle augmente beaucoup plus vite. De 50 km/h à 130 km/h, la vitesse est multipliée par 2,6, mais la distance d'arrêt par 4,6 et la distance de freinage par 6,6. La raison : l'énergie cinétique à faire disparaître en freinant dépend de la vitesse au carré.

Sources : Observatoire national interministériel de la sécurité routière (ONISR), bilan définitif de l'accidentalité routière 2024, publié le 28 mai 2025 (onisr.securite-routiere.gouv.fr) : 3 193 personnes tuées en France métropolitaine ; facteurs cités chez les 3 161 présumés responsables d'un accident mortel (vitesse excessive ou inadaptée 29 %, alcool 22 %, inattention 14 %, stupéfiants 13 %) ; Délégation à la sécurité et à la circulation routières, dépliant « La vitesse : connaissez-vous ses effets et ses risques ? » (securite-routiere.gouv.fr, 2010) pour les distances de réaction et de freinage.

📚 Après cette activité, le cours reprend ces idées : leçon du chapitre 9, sections 2 et 3 (l'énergie cinétique), 4 (vitesse × 2 → énergie × 4) et 5 (la distance d'arrêt).