Objectifs du chapitre
Ce que tu vas savoir faire
- Définir système et référentiel.
- Décrire trajectoire et évolution de vitesse.
- Calculer une vitesse moyenne avec unités cohérentes.
- Interpréter les limites d’un trajet modélisé.
Dans un train, un sac posé semble immobile ; sur le quai, il se déplace. Les deux observations se contredisent-elles ?
Étape 1
Le mouvement dépend du point de vue choisi
Pour décrire un mouvement, on nomme le système étudié et le référentiel. Le sac est immobile dans le référentiel du train s’il reste sur le siège, mais il se déplace par rapport au quai. Ces deux descriptions peuvent être vraies car elles ne répondent pas à la même question.
Un référentiel scolaire est un objet ou ensemble d’objets auquel on rapporte les positions, par exemple le sol, un véhicule ou une table. Le préciser évite d’écrire simplement « l’objet bouge », phrase incomplète en physique.
Un même déplacement peut avoir des descriptions différentes. Une personne assise dans un train est immobile par rapport au siège mais en mouvement par rapport au quai. Pour comparer des vitesses, garde le même référentiel et le même intervalle de temps.
Exemple résolu · Pas à pas
Deux référentiels
Une passagère marche vers l’avant dans un bus roulant. Décris son mouvement par rapport au bus puis au sol.
- Par rapport au bus, la passagère change de position : elle est en mouvement.
- Par rapport au sol, elle change aussi de position car le bus avance.
- Les vitesses ne sont pas forcément identiques, mais les deux descriptions ont leur référentiel.
Toujours compléter « en mouvement » par « par rapport à … ».
À retenir. Mouvement et immobilité sont relatifs au référentiel.
Étape 2
Trajectoire et vitesse ne disent pas la même chose
La trajectoire est l’ensemble des positions successives dans un référentiel. Elle peut être rectiligne, circulaire ou curviligne. Une trajectoire droite ne permet pas, seule, de dire si la vitesse est constante : il faut aussi connaître les positions à intervalles de temps égaux.
Sur une chronophotographie, des espacements égaux entre positions prises toutes les secondes sont compatibles avec une vitesse constante. Des espacements grandissants indiquent une vitesse qui augmente. Cela suppose que l’intervalle de prise de vue est bien régulier.
La trajectoire est l’ensemble des positions successives dans un référentiel : rectiligne, circulaire ou curviligne selon la forme observée. Elle ne donne pas la rapidité. Deux objets peuvent suivre la même trajectoire à des vitesses différentes : sépare forme du parcours et évolution de la vitesse.
À retenir. Décrire une trajectoire et décrire l’évolution de vitesse sont deux opérations distinctes.
Étape 3
Calculer une vitesse moyenne avec les bonnes unités
La vitesse moyenne se calcule en divisant la distance parcourue par la durée : v = d ÷ t. Si la distance est en kilomètres et la durée en heures, la vitesse est en km/h. Si la distance est en mètres et la durée en secondes, elle est en m/s. Les unités font partie du résultat.
Une durée de 30 min vaut 0,5 h, car 30 ÷ 60 = 0,5. Oublier cette conversion conduit à une vitesse deux fois trop faible. Une vitesse moyenne résume tout un trajet : elle ne donne pas la vitesse à chaque instant ni les arrêts intermédiaires.
Utilise des unités compatibles : m/s si distance et durée sont en mètres et secondes, ou km/h si les deux unités correspondantes sont utilisées. Avant de calculer, estime un ordre de grandeur puis conserve l’unité dans la conclusion : un nombre seul ne permet pas de comparer des mouvements.
À retenir. Choisir les unités avant le calcul et annoncer ce que la durée inclut.
Étape 4
Interpréter un tableau sans inventer le trajet
Le tableau suivant relève des positions le long d’une ligne à des dates régulièrement espacées. Entre 0 s et 2 s, le système passe de 0 m à 10 m : sa distance parcourue est 10 m. Entre 2 s et 4 s, il passe de 10 m à 30 m : il parcourt 20 m dans la même durée, ce qui indique une vitesse moyenne plus grande sur ce second intervalle.
Ces données modélisent un déplacement rectiligne. Elles ne disent rien d’un éventuel virage ou de la cause de l’accélération : une conclusion honnête reste limitée aux positions et aux intervalles mesurés.
Des positions régulièrement espacées suggèrent une vitesse constante seulement si les clichés sont séparés par le même temps. Vérifie cette condition avant de comparer les distances. Si elle manque, écris-la comme une limite : un tableau peut servir à calculer sans raconter tout le trajet.
Données originales Maxdecours, fictives ; le tableau ne décrit pas une expérience effectuée.
| Date (s) | Position (m) |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 2 | 10 |
| 4 | 30 |
Compare les deux intervalles de 2 s et indique la limite du modèle.
À retenir. La conclusion doit rester dans le référentiel, la durée et la géométrie décrits.
L’essentiel à retrouver
Ta fiche de révision
- Un mouvement se décrit dans un référentiel.
- Trajectoire et vitesse sont différentes.
- vitesse moyenne = distance ÷ durée avec unités cohérentes.
- Un tableau renseigne seulement ce qu’il a mesuré.
Des erreurs à comprendre
Dire qu’un objet est simplement immobile.
Préciser le référentiel.
Diviser des kilomètres par des minutes et répondre en km/h.
Convertir la durée en heures avant le calcul.
Prendre une vitesse moyenne pour une vitesse à chaque instant.
Indiquer l’intervalle auquel elle s’applique.
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Sources et repères
Édition Maxdecours · Année scolaire 2026-2027 · Vérification documentaire : 2026-10-24.
Cycle des apprentissages fondamentaux (cycle 2), cycle de consolidation (cycle 3) et cycle des approfondissements (cycle 4) : modification · Ministère de l’Éducation nationale · Physique-chimie cycle 4 : mouvements et interactions ; démarche scientifique. Annualisation proposée en quatrième.
Les mouvements réels se mesurent avec les règles de sécurité et l’encadrement de l’enseignant.