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Les différents types de mouvements

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Objectifs

► Prérequis

Relativité du mouvement
Distinguer vitesse moyenne et vitesse instantanée.
Mouvement rectiligne et mouvement circulaire.

► Objectifs

Décrire la vitesse d'un mouvement.
Déterminer le type de mouvement grâce à une chronophotographie ou un diagramme des vitesses.

1. Décrire la vitesse d'un mouvement

La vitesse d’un objet en mouvement peut être constante (elle ne change pas) ou variable (elle change).

Dans le cas où la vitesse est variable :

quand elle augmente, on dit qu’il y a une accélération ;
quand elle diminue, on dit qu’il y a une décélération.

a. Les mouvements uniformes

Le mouvement d’un objet est uniforme lorsque sa vitesse instantanée reste constante au cours du temps.

Exemple :
L’ISS (station spatiale internationale) tourne autour de la Terre à une vitesse constante de 27 600 km/h, cette vitesse ne change pas.

Mouvement uniforme de l'ISS.

b. Les mouvements accélérés

Le mouvement d’un mobile est accéléré lorsque sa vitesse instantanée augmente au cours du temps.

Exemple :
Un avion au décollage a un mouvement accéléré car sa vitesse augmente : elle passe de 0 km/h quand il est à l’arrêt à environ 250 km/h quand il décolle en bout de piste.

Mouvement accéléré d'un avion au décollage.

c. Les mouvements ralentis

Le mouvement d’un mobile est ralenti lorsque sa vitesse instantanée diminue au cours du temps.

Exemple :
Une coureuse qui a passé la ligne d’arrivée ralentit. Elle perd de la vitesse, on parle de décélération.

Mouvement ralenti d'une coureuse qui décélère.

2. Déterminer le type de mouvement

On peut déterminer si un mouvement est uniforme, accéléré ou ralenti en observant des chronophotographies ou un diagramme des vitesses.

a. Avec des chronophotographies

Les chronophotographies sont des photographies prises à intervalles de temps égaux sur la même pellicule.

► Mouvement rectiligne

Un mouvement rectiligne est un mouvement dont la trajectoire est une droite.

Exemples :
Mouvement d’un ascenseur, mouvement d’un tiroir, mouvement d’une voiture sur une ligne droite.

On étudie les chronophotographies d’une voiture en mouvement rectiligne.

Mouvement rectiligne uniforme

Observations
Les distances parcourues pendant des intervalles de temps égaux sont égales.

Conclusions
La vitesse est constante et le mouvement est uniforme.

Chronophotographie d'une voiture en mouvement rectiligne uniforme.

Mouvement rectiligne accéléré

Observations
Les distances parcourues pendant des intervalles de temps égaux sont de plus en plus grandes.

Conclusions
La vitesse augmente et le mouvement est accéléré.

Chronophotographie d'une voiture en mouvement rectiligne accéléré.

Mouvement rectiligne ralenti

Observations
Les distances parcourues pendant des intervalles de temps égaux sont de plus en plus petites.

Conclusions
La vitesse diminue et le mouvement est ralenti.

Chronophotographie d'une voiture en mouvement rectiligne ralenti.

► Mouvement circulaire
On étudie la chronophotographie du mouvement de la lune autour de la Terre.

Observations
Ce mouvement est pratiquement circulaire.

Lorsque la lune s'éloigne de la Terre, de A à B, les distances entre deux positions augmentent.
Lorsque la lune se rapproche de la Terre, de B à C, les distances sont de plus en plus petites.

Conclusions

Lorsque la lune s'éloigne de la Terre, de A à B, le mouvement est accéléré.
Lorsque la lune se rapproche de la Terre, de B à C, le mouvement est ralenti.

Chronophotographie du mouvement de la lune autour de la Terre.

b. Avec un diagramme des vitesses

Pour réaliser un diagramme des vitesses, on note la vitesse de l’objet en mouvement à différents instants à l’aide d’un compteur de vitesse. On reporte en abscisse le temps et en ordonnée les vitesses.

Exemple :
On note la vitesse d’une voiture toutes les minutes pendant 15 min.
Les résultats sont reportés dans le tableau suivant :

Temps (min)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Vitesse (km/h)	0	0	10	20	30	40	50	60	60	60	60	60	60	60	50	40	30

Le graphique ci-contre représente la vitesse d’une voiture en fonction du temps.

Quel est le mouvement de cette voiture au cours du temps ?

Entre 0 et 7 min , la vitesse augmente : la voiture a donc un mouvement accéléré.
Entre 7 et 13 min, la vitesse est constante : la voiture a donc un mouvement uniforme.
Après 13 min, la vitesse diminue : la voiture a donc un mouvement ralenti.