4ème -Thème : Mouvement et interactions -Chapitre 1

CHAPITRE 1 : LA VITESSE D’UN OBJET

-> Voir l’activité 1 : qualifier un mouvement

I) La vitesse, distance et temps : 1) Comment calculer une vitesse ?

a) formule et unités :

La vitesse moyenne (notée v) est le quotient de la distance parcourue d par la durée du déplacement t :

𝑣 =𝑑

𝑡

b) méthode et application :

Méthode de résolution Application

Enoncé Une voiture a parcouru 275 km en 2 h 15 minutes. Calculer sa vitesse moyenne en km/h.

Il faut 40 secondes à un élève pour parcourir les 10 m qui le séparent de sa salle de cours de physique. Calculer sa vitesse moyenne en m/s.

Résolution

Je cherche à calculer : la vitesse moyenne v ………………………………………………………………………………..

Je connais : la distance d =275km et la durée : t = 2h15min

……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………..

Je convertis : t=2h16min = 2,25h

h min

1h 60min

? 15 : 60 = 0,25 h

15min

……………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………..

J’utilise la formule du cours pour calculer v :

𝑣 =𝑑

𝑡

……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………..

Je remplace les lettres par leur valeur :

𝑣 =𝑑

𝑡

=275

2,25

≈ 122𝑘𝑚/ℎ

……………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………..

Je conclus : La vitesse moyenne de la voiture est de 122km/h

………………………………………………………………………………..

En suivant cette méthode de résolution et en détaillant bien tes réponses, entraine-toi avec les 2 exercices suivants : Exercice 1 : Le record d’Europe du 100 m féminin est détenu depuis 1998 par la française Christine Arron en 10,73s. a) Calcule la valeur de la vitesse de Christine Arron lors de ce record, en m/s. b) Calcule cette vitesse en km/h. Exercice 2 : La valeur v de la vitesse d’un escargot est de 1 mm/s. Calcule la distance d, en m, parcourue par l’escargot pendant une durée t de 1 heure.

D d en istance

m (ou en km)

Durée t en s

(ou en h)

Vitesse v en

m/s (ou en

km/h)

Solution : l’élève a une vitesse de 0,25m/s

Solutions : 1a) v=9,3m/s 1b) v=34km/h et 2) d=3600mm = 3,6m

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2) Comment représenter la vitesse ?

-> Voir l’activité 2 : Comment caractériser la vitesse d’un objet en mouvement ?

Sur un schéma, on représente la vitesse par un segment fléché : • La longueur de la flèche est proportionnelle à la valeur de sa vitesse. • La direction de la flèche correspond à la direction du mouvement (verticale, horizontale, oblique), tangent à la trajectoire. (Tangent à la trajectoire : qui touche la trajectoire en un point sans la couper) • Le sens de la flèche correspond au sens du mouvement (vers le haut/le bas, vers la droite/gauche).

II) Vitesse et mouvement : -> Voir l’activité 3 : comment distinguer différents types de mouvements ?

Connaître l’évolution de la vitesse d’un objet au cours du temps, permet de qualifier son mouvement : - le mouvement est uniforme si la vitesse est constante - le mouvement est accéléré si la vitesse augmente - le mouvement est ralenti si la vitesse diminue.

Remarque : la chronophotographie est une méthode qui permet d’analyser un mouvement grâce à la superposition de photographies prises à intervalle de temps régulier. -> Activité 4 facultative : Pour tous les curieux !

Objectif : Réaliser une chronophotographie et expliquer le mouvement observé.

Consigne :

a. Télécharge l’application « motion shot » sur ton smartphone ou ta tablette (Apple ou Androïd) (voir image n°1 ci-contre)

b. Choisis un objet en mouvement, un animal, ou une personne (mais dans ce cas, attention aux droits à l’image !!) et effectue la mise au point en cliquant sur l'écran. Pour de meilleurs résultats, tu dois être perpendiculaire à la trajectoire.

c. Tiens fermement l’appareil et appuie sur le bouton d'enregistrement. d. L'enregistrement s'arrête automatiquement après 8 secondes mais tu

peux le stopper avant. e. Améliore ta chronophotographie en modifiant :

- le nombre d’images pour que cela soit plus net (voir image n°2) - la durée d’acquisition, pour ne garder, par exemple, que le début du mouvement (voir image n°3)

f. Enregistre l'image choisie en cliquant sur Save. g. D’après ta chronophotographie, quelles sont les caractéristiques du mouvement (rectiligne, circulaire ou

curviligne et ralenti, accéléré ou uniforme) que tu as enregistré ? Justifie ta réponse en analysant la trajectoire et la vitesse de l’objet. N’oublie pas de préciser le référentiel utilisé (référentiel terrestre ou autre).

h. Tu peux réaliser ton devoir sur un document informatique que tu m’enverras via la messagerie de l’ENT.