MEI1 - INTRODUCTION A LA VITESSE ET AU MOUVEMENT

Physique Mouvement et interactions #1

Attendus de fin de cycle Caractériser un mouvement

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Chapitre MEI1 Introduction à la vitesse et au mouvement

Chronophotographie d'une snowboardeuse. Ce type d'image un peu particulier est très utile pour étudier le mouvement des objets.

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Activité 3

Activité 2

Activité 1

Index

Les activités expérimentales ou documentaires réalisées en classe, les bilans à recopier et à apprendre avec les notions-clés du chapitre

Bilan 1

Bilan 2

Bilan 3

1. Caractéristiques du mouvement

• L’ensemble des positions qu’occupe un mobile au cours de son mouvement constitue sa trajectoire :

- Si les positions successives sont diposées en ligne droite, le mouvement est dit rectiligne.- Si elles sont disposées en cercle ou en arc de cercle, le mouvement est circulaire.

• La distance entre les positions successives du mobile dans une chronophotographie dépend de la vitesse du mobile : si la distance entre deux positions consécutives est constante, le mouvement est uniforme.

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Activité 1

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🧲 La chronophotographie

Physique-Chimie ‖ Collège

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Cette vidéo présente une technique utilisée en physique pour caractériser le mouvement d'un objet : la chronophotographie.

🧲 Les mouvements

Physique-Chimie ‖ Collège

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Cette vidéo aborde les notions de trajectoire, de vitesse et de mouvement.

2. Un mouvement, plusieurs vitesses

• La vitesse instantanée d’un objet est la valeur de sa vitesse mesurée à un instant précis.
• Il faut donc distinguer la vitesse instantanée du mobile de sa vitesse moyenne, qui concerne l'ensemble du parcours.
• La vitesse moyenne (v) d’un objet indique la distance parcourue (d) pendant un temps donné (t). Pour la calculer, on utilise la formule :
• Dans le système international, l’unité de vitesse est le mètre par seconde (m/s) mais on utilise aussi le kilomètre par heure (km/h).
• Si la vitesse reste constante au cours du temps, on dit que le mouvement est uniforme.

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Activité 2

3. Caractéristiques de la vitesse instantanée

• La vitesse instantanée d’un mobile se caractérise par :- sa direction (horizontale, verticale, etc) ;- son sens (vers la droite, vers la gauche, etc) ;- sa valeur notée v.On la représente par une flèche.
• Au cours d’un mouvement uniforme, la valeur de la vitesse reste constante mais sa direction peut varier.
• Au cours d’un mouvement rectiligne, la direction de la vitesse ne varie pas mais sa valeur peut changer.

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Activité 2

Quelques mouvements particuliers

"Quelles informations une chronophotographie apporte-t-elle ?"

De nos jours, la chronophotographie est utilisée, aussi bien dans les domaines scientifiques que dans l'entraînement sportif. La plupart du temps, le mouvement d'un sportif est complexe. Sa chronophotographie permet cependant d'en saisir quelques aspects.

regarder

Caractériser un mouvement

Un mouvement est le déplacement d'un objet ou d'une personne. Il est décrit par deux informations : la vitesse et la trajectoire.

La trajectoire est l'ensemble des positions successives empruntées par l'objet qui se déplace. La vitesse permet de savoir si l'objet mettra plus ou moins de temps à parcourir une certaine distance.

Différents adjectifs sont attribués au mouvement, selon la nature de la trajectoire (mouvement rectiligne ou circulaire) et l'évolution de la vitesse (mouvement accéléré, uniforme, décéléré ou ralenti).

Une trajectoire est parfois observable, comme par exemple les traces laissées par des skieurs dans la neige mais la plupart du temps, les trajectoires des objets ne sont pas visibles.

La chronophotographie

La chronophotographie est une technique qui consiste à prendre des photographies d'un objet en mouvement à des intervalles de temps réguliers et très petits, puis de superposer toutes les positions sur une seule et même image.

Phase 3

Phase 2

Phase 1

Une chronophotographie matérialise les lieux occupés par le mobile pendant son mouvement, ce qui permet de connaitre la trajectoire suivie mais aussi l'évolution de la vitesse. Il suffit alors d'observer l'évolution de la distance qui sépare entre deux positions qui se suivent. Dans le cas d’un mouvement uniforme, cette distance est constante.

En excès de vitesse

"Comment fonctionne un radar tronçon et que mesure-t-il ?"

Baptiste a effectué le trajet Nimes-Séte en empruntant l’autoroute A9. Il sait qu'un radar tronçon (également appelé radar vitesse moyenne) est installé à la hauteur de Montpellier. Il espère ne pas avoir fait d'excès de vitesse.

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Montpellier : ce qu'il faut savoir sur le radar tronçon de l'A9

La vitesse : seulement une valeur ?

"Quelles précisions supplémentaires peut-on apporter concernant la vitesse d'un mobile lorsqu'on connait déjà sa valeur ?"

A une course automobile, Sarah et Jean sont impressionnés par la vitesse des pilotes. Sarah pense qu'ils gardent la même vitesse pendant le virage ; Jean lui répond qu'elle a raison mais uniquement si elle parle de la valeur de la vitesse.

DEMARRER

La représentation de la vitesse

Sur un schéma, on représente la vitesse d'un objet en mouvement par un segment fléché dont la direction et le sens sont ceux du mouvement et dont la longueur est proportionnelle à la valeur de sa vitesse. La direction et le sens de la flèche dépendent de la trajectoire du mouvement. Lors d'un mouvement rectiligne, seule la valeur de la vitesse peut varier alors que lors d'un mouvement circulaire, sa valeur et sa direction peuvent varier.

Une bille prend la tangente

Expérience de physique à main levée

Video

Dans cette expérience, on observe le mouvement d’une bille lancée sur une piste circulaire et qui quitte brusquement celle-ci : va-t-elle poursuivre son mouvement circulaire ou continuer en ligne droite ? Tous ceux qui ont perdu le contrôle de leur voiture dans un virage connaissent malheureusement la réponse…

L'essentiel !

Chapitre MEI1 : Introduction à la vitesse et au mouvement

Dans le cas d'un mouvement uniforme, la distance entre deux positions consécutives sur une chronophotographie est constante.

# 1

La vitesse moyenne d'un mobile est le coefficient de proportionnalité entre la distance totale parcourue et la durée du parcours.

# 2

Une vitesse instantanée se décompose en une valeur, une direction et un sens.

# 3

Eureka!

Merci de votre attention !

Pensez à apprendre votre cours.

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Autoroute A9 : le radar de tronçon installé.

Installé dans les deux sens de circulation, sur une portion de 17 km, le dispositif scanne la plaque d’immatriculation et enregistre précisément l’heure de passage à l’entrée puis à la sortie du tronçon. Les données sont ensuite transmises à un serveur, chargé de calculer la vitesse moyenne du véhicule.Il faut 9 min et 16 s pour parcourir 17 km à 110 km/h (vitesse maximum autorisée sur le tronçon). Si le temps de parcours du véhicule est inférieur, toutes les informations (photos, heures de passages, immatriculations) sont transmises pour verbalisation au centre national de traitement des infractions routières.

D’après: https://www.midilibre.fr & https://actu.fr

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Exemple de données enregistrées par le radar tronçon.

Le radar scanne la plaque d’immatriculation et enregistre précisément l’heure de passage à l’entrée puis à la sortie du tronçon. Les données sont ensuite transmises à un serveur, chargé de calculer la vitesse moyenne du véhicule.

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Calcul d’une vitesse moyenne.

La vitesse moyenne d'un mobile qui parcourt une distance d pendant une durée t est donnée par la formule :

distance parcourue exprimée en mètre (m) ou en kilomètre (km).

vitesse moyenne exprimée en mètre par seconde (m/s) ou en kilomètre par heure (km/h).

durée du parcours exprimée en seconde (s) ou en heure (h).

Conversions :60 min = 1 h ; 45 min = 0,75 h ; 30 min = 0,5 h ;

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