4eme Chap1-La Vitesse Et Ses Variations-Correction

Chapitre 1
La vitesse et ses variations

Rappels : Qu’est-ce qu’un mouvement ?
D‘après-toi, qui a raison ?
Les deux filles ont raison : pour décrire un
mouvement il faut décrire sa vitesse et sa
trajectoire.
I. Rappels : Décrire un mouvement
1. Système étudié
Pour décrire un mouvement, il est nécessaire de définir précisément le corps dont on va étudier le mouvement :
ce corps s’appelle le système en mécanique.
Exemple : lors d’un service au volleyball, le système étudié est le ballon, on note souvent :
Système : {ballon}
2. Le référentiel
Le mouvement dépend de l'observateur.
Il faut définir un référentiel, c'est à dire un objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement.
Exemples de référentiels :
Le plus utilisé est le référentiel terrestre (sol ou tout objet fixe par rapport au sol) pour étudier le mouvement
d'objets se déplaçant à la surface ou près de la surface de la terre.
On peut aussi utiliser le référentiel géocentrique (par rapport au centre de la Terre) pour étudier le mouvement
d'objets se déplaçant autour de la Terre (satellites, Lune,…).
On peut enfin utiliser le référentiel héliocentrique (par rapport au centre du soleil) pour étudier le mouvement
d'objets se déplaçant autour du Soleil (planètes, comètes, astéroïdes,…).
Vérifie que tu es à l’aise avec cette notion : https://learningapps.org/3234304
3. La trajectoire
L’ensemble des positions occupées par le mobile (l’objet qui se déplace) est appelée la trajectoire.
Exemples de mouvements : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/mouvements.swf
Comment se nomme la trajectoire de chaque mouvement ci-dessous ?
La voiture a une trajectoire rectiligne.
La nacelle de la grande roue a une trajectoire circulaire.
Le ballon de basket a une trajectoire curviligne.
A retenir
La trajectoire correspond à l’ensemble des positions prises au cours du temps par l’objet en déplacement.
Si la trajectoire est une droite le mouvement est dit rectiligne.
Si la trajectoire est un cercle ou un arc de cercle le mouvement est dit circulaire.
Si la trajectoire est une courbe le mouvement est dit curviligne.
II. La vitesse
La vitesse indique la distance parcourue en 1h (vitesse exprimée en km/h) ou en 1s (vitesse exprimée en m/s)
On peut la calculer en connaissant la distance parcourue pendant un certain temps.
Rappels :
- 1 an = 365,25 jours
- 1 jour = 24h
- 1h = 60 min- 1 min = 60s
Sc. physiques – Clg Gounod – 6eme – Partie B - Chap 1 Décrire un mouvement 1

1. Evolution de la vitesse
Si la valeur de la vitesse reste constante, le mouvement est uniforme.
La valeur de la vitesse augmente, le mouvement est accéléré.
La valeur de la vitesse diminue, le mouvement est décéléré ou ralenti.
3 types de mouvements : Animation (Mouvement, accéléré, ralenti, uniforme)

Regarde la vidéo, tout est clair pour toi ? - Entraine-toi : https://learningapps.org/4375779
2. Calculs de vitesses
Calcule la vitesse de l’homme le plus rapide du monde :
Qui est l’homme le plus rapide du monde ? Usain Bolt
Quelle distance a-t-il couru ? 100 m
En quelle durée (pense à la photo) ? 9,58 s
Quelle a été sa vitesse moyenne lors de la course (en mètre par seconde) ?
𝒅 𝟏𝟎𝟎 𝒎
𝒗 = = = 𝟏𝟎, 𝟒𝟑𝟖𝟒𝟑𝟒 𝒔 ≃ 𝟏𝟎, 𝟒𝟒 𝒎/𝒔
𝒕 𝟗, 𝟓𝟖 𝒔
Pour convertir des mètres par seconde en kilomètre par heure, il suffit de multiplier par 3,6.
Certains prétendent qu’Usain Bolt est capable de courir à plus de 37 km/h. Est-ce vrai ?
v ≃ 10,44 m/s ≃ 10,44 × 3,6 km/h ≃ 37,58 km/h
C’est donc vrai, la vitesse d’Usain Bolt durant son 100 m était supérieure à 37 km/h.
A retenir
Pour calculer la vitesse d’un objet qui se déplace, il faut diviser la distance parcourue par la durée du trajet.
Distance
𝒅
Expression mathématique : 𝒗= Unité : km
𝒕
Vitesse Durée
Unités : Unité : km/h Unité : h
Distance Temps Vitesse

Unité usuelle kilomètre (km) heure (h) Kilomètre par heure (km/h)
Unité légale mètre (m) Seconde (s) mètre par seconde (m/s)
Il faut multiplier ou diviser par 3,6 pour passer de km/h à m/s, prouve-le :
Aide : utilise la formule de la vitesse, pour 1 km/h, et exprime la distance en mètre et la durée en secondes.
𝒅 𝟏𝒌𝒎 𝟏 𝒌𝒎 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝟏𝒎 𝟏
𝒗 = = = = = = 𝒎/𝒔
𝒕 𝒉 𝟏𝒉 𝟑𝟔𝟎𝟎 𝒔 𝟑, 𝟔 𝒔 𝟑, 𝟔
Bilan :
× 3,6
km/h m/s
÷ 3,6
Quelques exemples de vitesses :
Escargot environ 4,5 m/h
Usain Bolt, homme le plus rapide du monde environ 10,44 m/s = 37,58 km/h
Guépard environ 30 m/s = 108 km/h
TGV (comme le faucon pèlerin) environ 90 m/s = 320 km/h
Bugatti Chiron, voiture la plus rapide du monde environ 136,11 m/s = 490 km/h
Vitesse du son dans l’air environ 344 m/s = 1238 km/h
Vitesse de la lumière environ 300 000 km/s = 1 080 000 km/h
Le bilan en vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=-FKrtRNS-MQ
Vérifie que tu as tout compris : https://learningapps.org/2764956
Sc. physiques – Clg Gounod – 4eme – Partie B - Chap 1 La vitesse et ses variations 2
La vitesse de la lumière
On devrait normalement parler de « célérité » de la lumière plutôt que de vitesse, car la lumière est une onde, et
on réserve normalement ce terme à un déplacement de matière.
La valeur exacte de la vitesse de la lumière a été fixée en 1983 par le Bureau des poids et des mesures à :
c = 299 792 458 m/s ou c = 2,99792458 x 10 8 m/s, en utilisant les unités du système international.
Pour les calculs plus courants, on utilise une valeur approchée en mètre par seconde : clumière = 300 000 km/s
La lumière du Soleil
Le Soleil, la principale source primaire de lumière qui éclaire
la Terre, est situé en moyenne à 150 000 000 km de nous (ou 150 000 km
encore 1,5×1011 m).
Combien de temps, sa lumière met-elle pour parvenir
jusqu’à nous ?
Aide : utilise la formule de la vitesse, et transforme-la pour obtenir t= …

𝒅 𝒅×𝒕 𝒅 𝒗×𝒕
𝒗 = 𝒅𝒐𝒏𝒄 𝒗 × 𝒕 = = 𝒅 𝒔𝒐𝒊𝒕 𝒅 = 𝒗 × 𝒕 𝒑𝒖𝒊𝒔 = =𝒕
𝒕 𝒕 𝒗 𝒗
𝒅 𝟏𝟓𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒌𝒎
𝑺𝒐𝒊𝒕 𝒕 = = ⋍ 𝟓𝟎𝟎𝒔 ⋍ 𝟖, 𝟑𝟑𝒎𝒊𝒏 ⋍ 𝟖 𝒎𝒊𝒏 𝟐𝟎𝒔
𝒗 𝟑𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 𝒌𝒎/𝒔
L’année lumière
Par définition une année lumière (notée a.l.) est la distance parcourue en un an par la lumière dans le vide.
Peux-tu déterminer la distance que représente une année lumière ?
Aide : détermine le nombre de secondes dans une année, puis utilise la formule de la vitesse, et transforme-la pour obtenir d= …
1 an = 365,25 jours = 365,25 × 24 h = 365,25 × 24 × 60 min =365,25 × 24 × 60 × 60 s = 31 557 600 s
𝒅 𝒅×𝒕
𝒗 = 𝒅𝒐𝒏𝒄 𝒗 × 𝒕 = = 𝒅 𝒔𝒐𝒊𝒕 𝒅 = 𝒗 × 𝒕
𝒕 𝒕
𝒌𝒎
𝑺𝒐𝒊𝒕 𝒅 = 𝒗 × 𝒕 ⋍ 𝟑𝟎𝟎 𝟎𝟎𝟎 × 𝟑𝟏 𝟓𝟓𝟕 𝟔𝟎𝟎 𝒔 ⋍ 𝟗, 𝟓 × 𝟏𝟎𝟏𝟐 𝒌𝒎
𝒔
𝑫𝒐𝒏𝒄 𝟏 𝒂. 𝒍. ⋍ 𝟗, 𝟓 × 𝟏𝟎𝟏𝟐 𝒌𝒎
3. Vitesse et sécurité routière

Tout objet qui a une masse et une vitesse possède une énergie appelée : énergie cinétique.
Peut-on stopper instantanément un véhicule qui roule sur la route ?
Non, car il a une vitesse, donc une énergie cinétique.
Quelle distance sera parcourue par le véhicule ?
Quand un conducteur aperçoit un obstacle sur la route, il stoppe son véhicule, on distingue 2 phases :
La distance de réaction : notée Dr

Durant le temps de réaction (tr), la voiture parcoure la distance de
réaction qui dépend de la vitesse et l’état d’attention du
conducteur.
La distance de freinage : notée Df
La distance de freinage dépend de la vitesse du véhicule, de l’état
des freins et des pneus mais aussi et surtout de l’état de la chaussée.
Une route mouillée rend la distance de freinage environ deux fois plus grande !
La distance d’arrêt : notée Da
La distance d’arrêt d’un est la somme de la distance de réaction et de la distance de freinage
On retiendra : Da = D r + Df
Détermine la distance d’arrêt d’un véhicule grâce à Scratch :

https://www.webphysiquechimie.fr/4eme/partie-b-mouvement-et-interaction/chap-1-la-vitesse-et-ses-variations/item/270-scratch-et-la-distance-d-arret
Estime la distance d’arrêt dans plusieurs conditions :
http://modules.securite-routiere.gouv.fr/module_distance_arret.html
Bilan du chapitre
Ecris le bilan du chapitre :
Voir : http://webphysiquechimie.fr  
Je dois connaître :
La description du mouvement : trajectoire et évolution de la vitesse
La formule de la vitesse – conversion km/h vers m/s, et le contraire
La vitesse de la lumière, ce qu’est une année lumière
La distance d’arrêt
Je dois être capable de :
Décrire un mouvement par la forme de sa trajectoire et l’évolution de sa vitesse
Utiliser la formule de la vitesse pour calculer une vitesse, ou une durée, ou une distance parcourue
Convertir les unités de vitesses
Calculer une année lumière
Déterminer la distance d’arrêt pour un véhicule

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La vitesse et ses variations

La voiture a une trajectoire rectiligne.

La nacelle de la grande roue a une trajectoire circulaire.

Le ballon de basket a une trajectoire curviligne.

Sc. physiques – Clg Gounod – 6eme – Partie B - Chap 1 Décrire un mouvement 1

3 types de mouvements : Animation (Mouvement, accéléré, ralenti, uniforme)

Distance Temps Vitesse

Aide : utilise la formule de la vitesse, et transforme-la pour obtenir t= …

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La distance de réaction : notée Dr

Détermine la distance d’arrêt d’un véhicule grâce à Scratch :

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