Description du Mouvement d'un Objet
Comprendre le Mouvement d'un Objet
En physique, pour décrire le mouvement d'un objet, il faut d'abord choisir un objet de référence, appelé référentiel. Par rapport à ce référentiel, on peut alors décrire la trajectoire de l'objet (le chemin qu'il suit) et sa vitesse (s'il va vite ou lentement, et si sa vitesse change ou reste constante). Un mouvement peut être rectiligne (en ligne droite), circulaire (en cercle) ou curviligne (en courbe). La vitesse peut être constante (mouvement uniforme), augmenter (mouvement accéléré) ou diminuer (mouvement ralenti ou décéléré).
Données de l'étude
Positions successives du robot
Schéma représentant les positions P0, P1, P2, P3, P4, P5 du robot à des instants successifs.
- La distance entre P0 et P1 est de 20 cm.
- La distance entre P1 et P2 est de 30 cm.
- La distance entre P2 et P3 est de 40 cm.
- La distance entre P3 et P4 est de 40 cm.
- La distance entre P4 et P5 est de 40 cm.
- L'intervalle de temps entre chaque position (P0 à P1, P1 à P2, etc.) est de 1 seconde.
Questions à traiter
- Quelle est la forme de la trajectoire du robot ? Justifie ta réponse en t'aidant du schéma.
- Observe les distances parcourues par le robot entre P0 et P1, puis entre P1 et P2, et enfin entre P2 et P3. Comment évolue la vitesse du robot pendant cette première partie du trajet (de P0 à P3) ?
- Observe les distances parcourues par le robot entre P3 et P4, puis entre P4 et P5. Comment évolue la vitesse du robot pendant cette deuxième partie du trajet (de P3 à P5) ?
- Calcule la vitesse du robot en centimètres par seconde (cm/s) entre les positions P3 et P4.
Correction : Description du Mouvement d'un Objet
Question 1 : Forme de la Trajectoire
Principe :
La trajectoire d'un objet est l'ensemble des positions successives occupées par cet objet au cours de son mouvement. Elle peut être une ligne droite, un cercle, ou une courbe quelconque.
Observation :
En observant le schéma, on voit que toutes les positions du robot (P0, P1, P2, P3, P4, P5) sont alignées sur la piste droite.
Quiz Intermédiaire 1 : Si un enfant lance un ballon en l'air, quelle est généralement la forme de la trajectoire du ballon (avant qu'il ne retombe) ?
Question 2 : Évolution de la Vitesse (P0 à P3)
Principe :
Pour savoir comment la vitesse d'un objet évolue, on peut regarder la distance qu'il parcourt pendant des intervalles de temps égaux. Si la distance parcourue augmente, la vitesse augmente. Si elle diminue, la vitesse diminue. Si elle reste la même, la vitesse est constante.
Observation des distances (intervalles de temps de 1 seconde) :
- Distance P0P1 (pendant la 1ère seconde) = 20 cm
- Distance P1P2 (pendant la 2ème seconde) = 30 cm
- Distance P2P3 (pendant la 3ème seconde) = 40 cm
On observe que la distance parcourue par le robot pendant chaque seconde augmente (20 cm, puis 30 cm, puis 40 cm).
Question 3 : Évolution de la Vitesse (P3 à P5)
Principe :
On utilise le même principe que pour la question précédente : on compare les distances parcourues pendant des intervalles de temps égaux.
Observation des distances (intervalles de temps de 1 seconde) :
- Distance P3P4 (pendant la 4ème seconde) = 40 cm
- Distance P4P5 (pendant la 5ème seconde) = 40 cm
On observe que la distance parcourue par le robot pendant chaque seconde reste la même (40 cm, puis 40 cm).
Quiz Intermédiaire 2 : Une voiture s'approche d'un feu rouge. Comment évolue généralement sa vitesse ?
Question 4 : Calcul de la Vitesse entre P3 et P4
Principe :
La vitesse moyenne d'un objet se calcule en divisant la distance parcourue (\(d\)) par le temps mis pour parcourir cette distance (\(t\)).
Formule(s) utilisée(s) :
Données spécifiques pour le trajet P3 vers P4 :
- Distance parcourue (\(d\)) entre P3 et P4 = 40 cm
- Temps mis (\(t\)) pour aller de P3 à P4 = 1 seconde
Calcul :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Qu'est-ce que la trajectoire d'un objet ?
2. Si un objet parcourt des distances de plus en plus grandes pendant des intervalles de temps égaux, son mouvement est :
3. Pour décrire un mouvement, il est indispensable de préciser :
Glossaire
- Mouvement
- Changement de position d'un objet au cours du temps par rapport à un autre objet qui sert de référence (le référentiel).
- Référentiel
- Objet par rapport auquel on étudie le mouvement d'un autre objet. Le mouvement d'un objet peut être différent selon le référentiel choisi.
- Trajectoire
- Ligne imaginaire qui relie toutes les positions successives occupées par un objet pendant son mouvement. Elle peut être droite (rectiligne), courbe (curviligne) ou circulaire.
- Mouvement Rectiligne
- Mouvement dont la trajectoire est une ligne droite.
- Mouvement Circulaire
- Mouvement dont la trajectoire est un cercle ou un arc de cercle.
- Mouvement Curviligne
- Mouvement dont la trajectoire est une courbe quelconque (qui n'est ni une droite, ni un cercle parfait).
- Vitesse
- Indique si un objet se déplace rapidement ou lentement. Elle caractérise la distance parcourue par l'objet en un certain temps. L'unité de vitesse courante est le mètre par seconde (m/s) ou le kilomètre par heure (km/h).
- Mouvement Uniforme
- Mouvement au cours duquel la vitesse de l'objet reste constante. L'objet parcourt des distances égales pendant des intervalles de temps égaux.
- Mouvement Accéléré
- Mouvement au cours duquel la vitesse de l'objet augmente. L'objet parcourt des distances de plus en plus grandes pendant des intervalles de temps égaux.
- Mouvement Ralenti (ou Décéléré)
- Mouvement au cours duquel la vitesse de l'objet diminue. L'objet parcourt des distances de plus en plus petites pendant des intervalles de temps égaux.
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