4e - CHAPITRE 5 - La vitesse d’un système en mouvement

4e

Physique-chimie

Aurore FLICK

CHAPITRE 5 :

La vitesse d’un système en mouvement

Contextualisation

La vitesse

Les mouvements

Tâche complexe

Évaluation

contextualisation

Par une belle soirée d’été, vous décidez de partir en voiture de Fougères à 20 h 15 pour vous rendre à un concert qui débute à 21 h à Rennes. La distance à parcourir est de 50 km. Vous roulez à 100 km/h.Allez-vous arriver à l’heure à votre concert ?

PROBLÉMATIQUE DU CHAPITRE

Comment peut-on caractériser la vitesse d'un système en mouvement ?

La vitesse

Problématique

Comment peut-on calculer une vitesse ?

Activité 2 page 227

La vitesse

Activité : 255 km/h : un nouveau record du monde

2) Recherche dans les documents les informations nécessaires pour calculer la valeur précise du record d'Ivan Origone. 3) Utilise les données trouvées à la question 2) pour calculer la valeur du record en m/s.

Doc 1 -> durée de 1.412 sDoc 3 -> longueur zone de chronométrage de 100 m

On utilise la formule du document 2 : v = d/t = 100/1.412 = 70.8 m/s

La vitesse

Activité : 255 km/h : un nouveau record du monde

4) Convertis cette valeur en km/h.

On souhaite convertir 70.8 m/s en km/h.Etape 1 : on convertit les m/s en m/h : Rappel : 1 h = 3600 s Etape 2 : on convertit les m/h en km/h : Rappel : 1 km = 1000 m m/s x 3.6 -> km/h

3600 x

: 1000

La vitesse

Activité : 255 km/h : un nouveau record du monde

5) Etant donné le dispositif de mesure, la vitesse obtenue est-elle une vitesse instantanée ou moyenne ? 6) Est-il possible qu'Ivan Origone ait réellement atteint 255 km/h? Explique ta réponse

La vitesse instantanée d'un objet est la valeur de sa vitesse mesurée à un instant précis. La vitesse moyenne correspond à la moyenne des vitesses instantanées. Dans notre cas, il s'agit d'une vitesse moyenne.

Eh bien oui ! Avec une pente de piste à 95% ainsi qu'un bon positionnement, il est possible d'atteindre une telle vitesse.

La vitesse

Synthèse

Si un sprinteur met 12 secondes pour parcourir 100 mètres, quelle est sa vitesse ? Si une voiture parcourt 134 kilomètres en 2 heures, quelle est sa vitesse ? Un véhicule se déplace à 25 m/s, exprime sa vitesse en km/h.

La vitesse

Synthèse

Si une voiture se déplace à la vitesse de 90 km/h pendant 30 minutes, quelle est distance parcourt-elle ? Si un objet se déplace à la vitesse de 5,0 m/s sur 100 mètres, quelle est la durée de son trajet ?

L’unité de la vitesse étant en km/h, il faut exprimer la durée en heure (t = 30 min = 0.5 h). La distance sera exprimée en km.

La vitesse

Synthèse

Une voiture roule à une vitesse de 25 km/h. On choisira comme échelle 10 km/h ↔ 1 cm.

10 km/h ↔ 1 cm ; 25 km/h ↔ 2.5 cm La vitesse de la voiture doit être représentée par un segment de longueur 2,5 cm :

2.5 cm

les mouvements

Problématique

Comment peut-on décrire un mouvement ?

Expérience 3 page 228

les mouvements

Synthèse

Le mouvement d'un système (sa trajectoire et sa vitesse) est-il absolu ? Donne un exemple d’un mouvement relatif.

Non, il dépend de l'objet par rapport auquel on étudie le système : le mouvement est relatif.

Dans un train en mouvement, on lâche une balle, sans vitesse initiale, et on observe son mouvement depuis l'intérieur et l'extérieur du train. Vue depuis l'intérieur du train, la balle a un mouvement rectiligne et accéléré. Vue depuis l’extérieur de train, la balle à un mouvement différent.

Tâche complexe

4 page 229 (manuel bleu) Un compte rendu par binôme (noté) :

• Vous pouvez vous aidez de la fiche aide à la rédaction d'un compte-rendu
• Des indices sont à votre disposition.
• ATTENTION : chaque indice vous fera perdre 1 point !

VOUS AVEZ 30 MINUTES

Tâche complexe

Nous cherchons à déterminer la VMA de Rémi. Pour se faire, nous devons calculer sa vitesse la plus élevée, c’est-à-dire, la vitesse que Rémi a atteint en arrivant au palier 7 du test. Pour cela, nous allons utiliser la formule de la vitesse : v = d/t.On mesure la distance grâce aux informations présentent sur le dessin du doc 1. Le premier palier mesure 100 m. On ajoute 6.25 m à chaque palier supplémentaire. Au 7ème palier, la distance total est donc : dpalier7 = 100 + 6 x 6.25 = 137.5 m Le doc 2 nous apprend que la durée de chaque course est de 45 secondes.

Tâche complexe

Nous pouvons donc calculer la vitesse de Rémi au palier 7 : v = D/t = 137.5/45 = 3.06 m/s.La dernière étape consiste à déterminer si Rémi est un coureur occasionnel ou entrainé. Pour cela nous devons comparer sa VMA avec celle d’un coureur occasionnel (entre 8 et 14 km/h) et celle d’un coureur entrainé (entre 14 et 24 km/h). La VMA de Rémi est exprimée en m/s, il convient donc de la convertir en km/h : Rappel : 1 m/s = 3.6 km/h, donc 3.06 m/s = 11.02 km/h. Rémi est donc un coureur occasionnel.

ÉVALUATION