Description de mouvements

Chapitre : Description de mouvements

Compétences :

- Choisir un référentiel pour décrire un mouvement et expliquer l’influence de ce choix.

- Décrire le mouvement d’un système par celui d’un point et caractériser cette modélisation en perte d’information.

- Déterminer et représenter un vecteur vitesse.

- Caractériser un mouvement rectiligne uniforme ou non.

- Réaliser et exploiter une vidéo ou chronophotographie d’un système en mouvement et représenter des vecteurs vitesse ; décrire la variation du vecteur vitesse.

I. Le déplacement d’un système

1. Système et référentiel

L’objet dont on étudie le mouvement est appelé le système.

Le mouvement d’un système est toujours décrit par rapport à un objet de référence, appelé référentiel.

Les positions successives du système étudié au cours du temps sont déterminées dans un repère spatial, le temps est mesuré par une horloge : repère spatial + horloge = référentiel.

Il faut adapter le référentiel au mouvement étudié.

Exemples de référentiels :

Les référentiels terrestres

Les référentiels terrestres sont construits à partir de n’importe quel solide de référence lié à la Terre (considérés comme fixe par rapport à la Terre). Ce sont des référentiels adaptés à l’étude de mouvement proches de la surface de la Terre et de courte durée.

Les référentiels géocentriques

Si on veut étudier le mouvement des satellites de la Terre (Lune, satellites artificiels), le référentiel Terrestre n’est plus adapté car il n’est pas fixe par rapport au mouvement. On utilise alors le référentiel Géocentrique.

Le référentiel géocentrique est centré sur le centre de la Terre d’où partent trois axes :

- l’axe de rotation de la Terre,

- les deux autres axes sont orientés vers deux étoiles fixes de la voûte céleste.

Les référentiels héliocentriques

Si on veut étudier le mouvement des planètes, le référentiel géocentrique n’est plus adapté car il n’est plus fixe par rapport au mouvement. On utilise alors le référentiel Héliocentrique.

Le référentiel héliocentrique est centré sur le centre du soleil d’où partent trois axes :

- l’axe perpendiculaire au plan écliptique,

- les deux autres axes sont orientés vers deux étoiles fixes.

Document 1 : Représentation des repères géocentrique et héliocentrique

La description du mouvement d’un système est modélisée par un point du système : perte d’informations.

2. Trajectoire

Dans un référentiel donné, la trajectoire est l’ensemble des positions successives d’un système au cours du temps.

Le mouvement d’un système peut être :

- Rectiligne : une droite ;

- Circulaire : portion de cercle ;

- Curviligne