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CHAPITRE 5 · SIMULATIONS

Mouvement et trajectoire — Simulations interactives

Physique-Chimie • 2nde Bac Pro • Mécanique

16 simulations disponibles

Dernière mise à jour :

Comment utiliser cette page ? Chaque simulation ci-dessous illustre une notion du chapitre. Tu peux les utiliser avant le cours pour découvrir, pendant pour vérifier ce que tu lis, ou après pour t'entraîner avec différents cas. Les manipulations sont sans risque : explore, observe, raisonne.
🚆

Le passager et le quai

Compare deux vues synchronisées du même passager : en mouvement dans le référentiel terrestre lié au quai, mais au repos dans le référentiel lié au train.

Activité de découverte : le même passager est en mouvement par rapport au quai et au repos par rapport au train. Les deux vues synchronisées installent la notion de référentiel avant le cours.
MissionObserve le point P qui repère le passager dans les deux référentiels. Pour chaque vue, indique s'il est au repos ou en mouvement et justifie avec ses positions successives.
ObservationDans quelle vue le point P change-t-il de position ? Dans quelle vue ses positions restent-elles superposées ?
ConclusionDans le référentiel terrestre lié au quai, le passager est en mouvement et sa trajectoire est rectiligne. Dans le référentiel lié au train, il est au repos. Un mouvement ne peut être défini que dans un référentiel choisi.
Référentiel Repos ou mouvement Positions successives
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🎾

Une balle lancée dans un train

Compare le même lancer dans deux vues synchronisées : trajectoire verticale dans le train et trajectoire curviligne depuis le quai.

Prolonge la découverte : la même balle suit une verticale dans le train et une courbe depuis le quai. L’élève prévoit, observe puis formule que la trajectoire dépend du référentiel.
MissionPrévois la trajectoire de la balle dans chaque vue, puis utilise les boutons « Au sommet » et « À l’arrivée » avant d’afficher les positions successives.
ObservationDans quelle vue les positions sont-elles alignées verticalement ? Dans quelle vue la balle avance-t-elle avec le train ?
ConclusionLa balle décrit une trajectoire rectiligne verticale dans le référentiel du train et une trajectoire curviligne dans celui du quai. La forme de la trajectoire dépend du référentiel.
Référentiel Trajectoire Prévision
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🌬️

Deux points d’une pale d’éolienne

Observe deux points d’une même pale de l’éolienne Vestas V90-3MW. Chronomètre trois tours et compare leurs déplacements.

Animation de l’activité 6 du livret : modèle pédagogique construit à partir des caractéristiques publiées par Vestas.
MissionPrévois, puis chronomètre trois tours complets à partir du repère fixe. Affiche les trajectoires et les rayons au besoin.
ObservationLes deux points passent-ils ensemble devant le repère ? Parcourent-ils la même distance ?
RotationChronométrageTNE
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🚗

La roue d’une voiture

Étudie le roulement d’une roue et compare deux dimensions de pneus à partir de données Continental.

Animation de l’activité 7 du livret : lecture des grandeurs et représentation du déplacement.
MissionFais tourner la roue, observe un point du pneu et relève la distance parcourue après un tour.
ObservationComment la distance parcourue varie-t-elle avec la circonférence du pneu ?
RotationRoueVitesse
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🚲

Un point sur la roue d’un vélo

Suis une pastille fixée au pneu : elle décrit un cercle par rapport à l’axe, mais une courbe en arches par rapport à la route.

Compare un point du pneu par rapport à l’axe puis à la route : cercle dans la première vue, courbe en arches dans la seconde. Le nom « cycloïde » reste un approfondissement.
MissionAvance d’un quart, d’un demi puis d’un tour. Dessine les deux trajectoires avant de les afficher.
ObservationQuelle distance entre deux points reste constante dans la vue liée à l’axe ? Pourquoi la trajectoire change-t-elle dans la vue liée à la route ?
ConclusionUn point du pneu a une trajectoire circulaire par rapport à l’axe et curviligne par rapport à la route. La cycloïde est ici un approfondissement visuel.
Référentiel Mouvement circulaire Cycloïde
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🚲

Roue de vélo en 3D

Oriente une roue en trois dimensions et compare la trajectoire d’un point du pneu par rapport à l’axe puis à la route : cercle et cycloïde.

Manipule la roue en trois dimensions et compare le cercle observé depuis l’axe à la cycloïde observée depuis la route, tout en reliant vitesse et fréquence de rotation.
MissionPrévois la trajectoire de M dans la vue liée à l’axe, puis passe à la vue liée à la route et lance un tour complet.
ObservationPourquoi M décrit-il un cercle dans la première vue et une courbe en arches dans la seconde ?
ConclusionLa trajectoire dépend du référentiel : elle est circulaire par rapport à l’axe et cycloïdale dans le référentiel terrestre lié à la route.
Référentiels Cycloïde 3D
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🏃

Mouvement et trajectoire

Observe le déplacement d'un objet et identifie le type de mouvement : rectiligne uniforme, accéléré, décéléré, circulaire. Mesure la vitesse moyenne et la vitesse instantanée.

Observe différents types de mouvements et apprends à les nommer. Utilise un chronométrage virtuel pour mesurer une vitesse moyenne.
Trajectoire MRU Vitesse
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🍎

Chute libre et accélération

Observe les positions successives d’un objet en chute libre et relie leur écartement croissant à l’augmentation de la vitesse.

Observe des positions relevées à intervalles de temps égaux lors d'une chute et relie l'écartement croissant des points à un mouvement accéléré.
Chute libre Mouvement accéléré Chronophotographie
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📸

Chronophoto — Quelle nature de mouvement ?

Une bande de points, trois réponses possibles : uniforme, accéléré ou ralenti ? Mesure les écarts entre points successifs pour trancher, puis vérifie. Dix enregistrements tirés au sort.

Entraînement à la capacité « identifier la nature d'un mouvement à partir d'un enregistrement » : dix chronophotographies tirées au sort, correction commentée et score. Complémentaire de mouvement.html, qui classe les TRAJECTOIRES, et de vitesse-acceleration.html, où l'élève construit le mouvement et connaît donc la réponse d'avance.
MissionFais la série de dix enregistrements. Avant chaque réponse, clique sur « Mesurer les écarts » et compare les distances entre points successifs — c'est la mesure qui tranche, pas l'impression visuelle.
ObservationSur le boulon qui tombe, note les écarts : 7,1 · 21,2 · 35,3 · 49,4 cm. Que remarques-tu si tu les divises tous par le premier ? Et sur le satellite : la trajectoire et la nature du mouvement disent-elles la même chose ?
ConclusionÉcarts constants → uniforme ; qui grandissent → accéléré ; qui rétrécissent → ralenti. La trajectoire (rectiligne, circulaire, quelconque) est une question SÉPARÉE de la nature du mouvement.
Mouvement varié Intervalles Autoévaluation
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🌗

La Lune vue depuis la Terre et le Soleil

Compare la trajectoire de la Lune dans un référentiel lié à la Terre et dans un référentiel héliocentrique lié au Soleil.

Application de synthèse : la Lune décrit un cercle autour de la Terre dans le référentiel terrestre, mais une courbe ondulée autour du Soleil dans le référentiel héliocentrique. Les limites d’échelle du modèle sont explicitées.
MissionAvance d’un mois puis d’une année et identifie l’objet qui reste immobile au centre de chaque vue avant d’afficher les trajectoires.
ObservationDans quelle vue la Lune décrit-elle un cercle ? Quelle courbe suit-elle lorsque la Terre avance elle-même autour du Soleil ?
ConclusionLa trajectoire de la Lune est circulaire dans le référentiel lié à la Terre et curviligne autour du Soleil dans le référentiel héliocentrique.
Référentiel Lune Modèle scientifique
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🔴

Mars rétrograde — Le référentiel décide

Passe du point de vue du Soleil à celui de la Terre : la même planète décrit un cercle bien rangé, puis une boucle qui repart en arrière. Mars n'a pourtant rien changé à son mouvement.

Le cas d'école du changement de référentiel : la même planète, au même instant, a une trajectoire circulaire vue du Soleil et une trajectoire quelconque vue de la Terre. À utiliser après avoir posé la définition du référentiel, pour montrer qu'aucun des deux dessins n'est faux.
MissionPlace-toi au jour 180 et lance l'animation. Suis Mars dans la vue de gauche, puis dans celle de droite, et note à quel moment la courbe de droite fait une boucle.
ObservationAu moment de l'opposition, Mars recule dans la vue de droite. Recule-t-elle aussi dans la vue de gauche ? Qu'est-ce qui a changé entre les deux dessins : Mars, ou l'observateur ?
ConclusionUn mouvement n'a de sens que dans un référentiel choisi. Le même objet, au même instant, a une trajectoire circulaire vue du Soleil et une trajectoire quelconque vue de la Terre.
Référentiel Trajectoire quelconque Opposition
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🌙

Le mouvement de la Lune

La Lune décrit un cercle autour de la Terre. Fais varier le rayon de l'orbite et la période, et observe l'effet sur la vitesse le long de la trajectoire circulaire.

Mouvement circulaire uniforme : fais varier le rayon de l'orbite et la période, et relie-les à la vitesse sur la trajectoire.
Mouvement circulaire Période Vitesse
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Le mouvement de la Terre

Deux mouvements de la Terre au choix : la révolution autour du Soleil et la rotation sur elle-même. Compare leurs durées — 365 jours d'un côté, 24 heures de l'autre.

Compare les deux mouvements de la Terre et leurs durées très différentes : 365 jours pour la révolution, 24 heures pour la rotation.
Révolution Rotation Période
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🪐

Le mouvement des huit planètes

Observe simultanément les huit planètes autour du Soleil, compare leurs périodes et leurs vitesses, puis change l'échelle de temps pour suivre les orbites internes ou externes.

Observe les huit planètes dans le référentiel héliocentrique et compare qualitativement leurs orbites, leurs vitesses et leurs périodes de révolution.
MissionLance l'animation, puis compare une planète proche du Soleil et une planète éloignée. Observe leur vitesse et le temps nécessaire pour accomplir une révolution.
ObservationQuelles planètes semblent avancer le plus vite ? Leur période de révolution est-elle plus courte ou plus longue ?
ConclusionLes planètes tournent toutes autour du Soleil, mais leurs distances, leurs vitesses et leurs périodes de révolution sont différentes.
Système solaire Orbite Période
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🌍

Le système solaire, Terre au centre

Observe le Soleil et les sept autres planètes dans le référentiel géocentrique : Terre fixe, axes fixes, trajectoires et rétrogradation. Explore les planètes proches ou tout le système solaire.

Prolonge le choix du référentiel : Terre fixe et axes dirigés vers les étoiles lointaines. Compare les trajectoires géocentriques du Soleil et des planètes, à une échelle uniforme.
MissionLance l’animation, suis Mars puis une planète lointaine et change la durée des traces.
ObservationQuel astre reste fixe ? Quelle trajectoire décrit le Soleil ? La ligne Terre–Mars tourne-t-elle toujours dans le même sens ?
ConclusionLa trajectoire dépend du référentiel : des mouvements circulaires autour du Soleil deviennent des courbes pouvant former des boucles dans le référentiel géocentrique.
Référentiel géocentriqueTrajectoiresSystème solaire
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Mouvement et trajectoire — Entraînement

Six entrées du cours : référentiels, trajectoires, vitesse moyenne, conversions, nature du mouvement, représentations et rotation. Trois niveaux et défi classe.

Travaille C1, C2b, O1, C2a, O2 et C3 avec des figures et des corrections détaillées. Distingue trajectoire, évolution de la vitesse et référentiel ; conserve la distance totale dans un aller-retour. Cette page complète la série de chronophotographies et prépare les mesures à réaliser en TP.
S’entraînerTrois niveauxDéfi classe
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