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Activité 16 – Qui arrive en premier au ballon ?

Mouvement et trajectoire · Physique-chimie · Seconde Bac Pro · ⏱ 25 min

Dernière mise à jour : 20 octobre 2026

Capacités travaillées

Outils et méthodes : Justifier une prévision et discuter les limites d’un modèle à vitesse constante.

Codes du chapitre : retrouver les exercices par capacités.

Objectifs :

À réaliser après le travail sur la vitesse moyenne. Aucun exercice sur le terrain n'est nécessaire.

Une situation de football

Lors d'un entraînement, un ballon est immobile sur le terrain. À l'instant où commence l'étude, Yanis et Adam sont déjà en mouvement et se dirigent vers lui. Leurs positions à cet instant sont représentées ci-dessous.

Modèle utilisé : on étudie les déplacements par rapport au sol. Chaque joueur court en ligne droite vers le ballon, à une vitesse supposée constante. On compare les durées à partir du même instant. Le ballon reste immobile jusqu'à l'arrivée du premier joueur.

JoueurDistance au ballonVitesse supposée constante
Yanis12 m4 m/s
Adam15 m6 m/s

Données fictives choisies pour l'activité ; il ne s'agit pas de mesures d'un match.

Problématique : le joueur le plus proche du ballon est-il celui qui l'atteindra en premier ?

1. Faire une prévision

Sans calcul, quel joueur penses-tu voir arriver en premier au ballon ? Explique ton choix en une phrase. Tu vérifieras ensuite cette prévision.

Deux arguments sont possibles : Yanis est plus proche, mais Adam court plus vite. Une prévision justifiée est attendue ici, pas encore une conclusion. Il faut tenir compte de la distance et de la vitesse pour trancher.

Rappel – Calculer une durée

À partir de \(v=d/\Delta t\), on obtient \(\boxed{\Delta t=d/v}\).

Avec la distance \(d\) en mètres et la vitesse \(v\) en m/s, la durée \(\Delta t\) est en secondes.

2. Calculer le temps de Yanis

Calculer la durée nécessaire à Yanis pour atteindre la position initiale du ballon. Écrire le calcul et donner le résultat en secondes.

\(\Delta t_{\mathrm{Yanis}}=12/4=\mathbf{3\ \mathrm{s}}\). Dans ce modèle, Yanis met 3 secondes à parcourir les 12 mètres.

3. Calculer le temps d'Adam

Calculer la durée nécessaire à Adam pour atteindre la position initiale du ballon. Donner le résultat en secondes.

\(\Delta t_{\mathrm{Adam}}=15/6=\mathbf{2{,}5\ \mathrm{s}}\).

4. Décider à partir des résultats

Quel joueur atteint le ballon en premier dans ce modèle ? Justifier en comparant les deux durées. De combien de secondes son temps de trajet est-il plus court ?

\(2{,}5\ \mathrm{s}<3\ \mathrm{s}\) : Adam atteint le ballon en premier, bien qu'il soit plus éloigné au départ. Son temps de trajet est plus court de \(3-2{,}5=\mathbf{0{,}5\ \mathrm{s}}\). Le joueur le plus proche n'est donc pas toujours le premier arrivé.

5. Un modèle n'est pas un match réel

Dans un match, un joueur peut accélérer ou ralentir. Quelle hypothèse de notre modèle n'est alors plus respectée ? Peut-on garantir le même ordre d'arrivée ? Expliquer.

L'hypothèse d'une vitesse constante n'est plus respectée. Les temps réels peuvent donc différer des temps calculés : on ne peut pas garantir le même ordre d'arrivée. Il faudrait connaître l'évolution des déplacements ou les vitesses moyennes réelles sur les trajets.

À retenir

Pour prévoir qui atteint une même position en premier, on compare les durées des trajets à partir du même instant. À vitesse constante, \(\Delta t=d/v\) : la distance seule ou la vitesse seule ne suffit pas. La conclusion reste liée aux hypothèses choisies.

Revoir le cours : vitesse moyenne, distance et durée.