PHYSIQUE-CHIMIE · 2DE · SÉQUENCE 2

👂 J'écoute

Décrire un mouvement

En ce moment même, assis sur votre chaise, vous êtes immobile… et pourtant vous filez à 107 000 km/h autour du Soleil. Alors, immobile ou pas ? La physique a une réponse précise — et elle tient en un mot.

SÉQ. 2 · OBJECTIFS

👂 J'écoute

À la fin de cette séquence, je sais…

  • définir un système et choisir un référentiel adapté,
  • caractériser une trajectoire (rectiligne, circulaire, curviligne),
  • tracer et exploiter le vecteur déplacement et le vecteur vitesse,
  • reconnaître un mouvement rectiligne uniforme, accéléré ou ralenti.

SÉQ. 2 · MODE D'EMPLOI DU COURS

👂 J'écoute

Comment lire ce cours ?

En haut à droite de chaque slide, un badge vous dit quoi faire :

  • 📝 À noter  je copie dans mon cahier (définitions bleues et formules vertes comprises),
  • 👂 J'écoute  je pose le stylo : anecdotes et compléments, rien à copier,
  • ✏️ À faire  je cherche l'exercice au brouillon avant la correction.

Les pastilles vertes I.a II.b numérotent les titres : recopiez-les tels quels, ils forment le plan de votre cahier. Et la flèche ▼ en bas d'une slide signale un approfondissement facultatif, jamais exigé en évaluation.

SÉQ. 2 · PLAN DU COURS

📝 À noter

I

Que faut-il définir avant d'étudier un mouvement ?

  • I. Que faut-il définir avant d'étudier un mouvement ?
    • a. Le système
    • b. Le référentiel
    • c. Les trois référentiels usuels
  • II. Comment décrire un mouvement ?

SÉQ. 2 · I. AVANT D'ÉTUDIER UN MOUVEMENT

📝 À noter

I.a Le système

📘 DÉFINITION

Le système est le corps dont on étudie le mouvement. Il se note entre accolades.

🧮 EXEMPLES

{ moto + conducteur }
{ voiture }
{ balle de tennis }

Premier réflexe de TOUTE étude de mécanique, jusqu'en terminale : écrire son système. Sans lui, impossible de savoir de quoi on parle.

▼ pourquoi réduire le système à un point ?

SÉQ. 2 · I. POUR ALLER PLUS LOIN

👂 J'écoute

Réduire une moto à un point ?!

  • Une moto qui roule, c'est des roues qui tournent, une fourche qui vibre… trop compliqué !
  • On choisit donc un seul point du système et on étudie son mouvement.
  • C'est le modèle du point matériel : toute la simplicité de la physique tient dans l'art de bien simplifier.

💡 À MÉDITER

"Tout devrait être rendu aussi simple que possible, mais pas plus simple." — citation attribuée à Einstein. Tout le métier de physicien est là.

SÉQ. 2 · I. AVANT D'ÉTUDIER UN MOUVEMENT

📝 À noter

I.b Le référentiel

📘 DÉFINITION

Un référentiel est un objet (ou un individu) par rapport auquel on étudie le mouvement. Il est constitué d'un repère d'espace et d'un repère de temps.

⚠️ LE POINT CLÉ DU CHAPITRE

Tout peut servir de référentiel : le choix est arbitraire. Mais un mouvement n'existe que par rapport à quelque chose — dire "la voiture roule à 90 km/h" sous-entend toujours "par rapport à la route" !

▼ Galilée et le bateau (1632)

SÉQ. 2 · I. POUR ALLER PLUS LOIN

👂 J'écoute

Galilée et la cabine du navire

  • En 1632, Galilée imagine une expérience : enfermez-vous dans la cabine d'un navire, sans hublot.
  • Des mouches volent, des poissons nagent dans un bocal, vous lancez une balle…
  • Aucune expérience ne permet de savoir si le navire est immobile ou en mouvement uniforme. Le mouvement est relatif !

💡 ANECDOTE

C'est le principe de relativité de Galilée — 273 ans avant Einstein, qui dira s'être appuyé dessus pour bâtir sa propre relativité. Vous le vivez à chaque vol en avion : à 900 km/h, votre café ne bouge pas.

SÉQ. 2 · I. AVANT D'ÉTUDIER UN MOUVEMENT

📝 À noter

I.c Les trois référentiels usuels

🌍 RÉFÉRENTIEL TERRESTRE

La Terre ou tout objet lié rigidement à elle (sol, salle de classe…) → mouvements à la surface de la Terre.

🌐 RÉFÉRENTIEL GÉOCENTRIQUE

Centre de la Terre + 3 étoiles lointaines fixes → mouvements des satellites de la Terre. (La Terre y tourne sur elle-même : elle n'y est pas immobile !)

☀️ RÉFÉRENTIEL HÉLIOCENTRIQUE

Centre du Soleil + 3 étoiles lointaines fixes → mouvements des planètes du système solaire.

Mnémo : Terrestre = Trottoir · Géocentrique = Gravite autour de la Terre · Héliocentrique = Hélios, le Soleil grec.

SÉQ. 2 · I. À VOUS DE JOUER

✏️ À faire

À vous ! Quel référentiel choisir ?

  • Une valise posée dans un TGV en marche, vue par un passager assis : référentiel terrestre ? Non — le TGV lui-même (la valise y est immobile) !
  • La station spatiale ISS autour de la Terre : référentiel géocentrique
  • La comète de Halley autour du Soleil : référentiel héliocentrique
  • Un cycliste sur une route : référentiel terrestre

SÉQ. 2 · PLAN DU COURS

📝 À noter

II

Comment décrire un mouvement ?

  • I. Que faut-il définir avant d'étudier un mouvement ?
  • II. Comment décrire un mouvement ?
    • a. La trajectoire
    • b. Les trois types de trajectoires
    • c. Capturer un mouvement
    • d. Le vecteur déplacement
    • e. Le vecteur vitesse moyenne
    • f. Le vecteur vitesse en un point
    • g. Les mouvements rectilignes

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.a La trajectoire

📘 DÉFINITION

La trajectoire d'un point est l'ensemble des positions successives occupées par ce point au cours du mouvement.

⚠️ À RETENIR

La trajectoire dépend du référentiel !

M₀ M₅ positions successives du point

▼ la preuve : la valve de votre roue de vélo

SÉQ. 2 · II. POUR ALLER PLUS LOIN

👂 J'écoute

La valve du vélo : deux trajectoires pour un même point

  • Pour le cycliste, la valve décrit… un cercle autour du moyeu.
  • Pour un piéton au bord de la route, la même valve décrit des arches successives : une cycloïde.
  • Même point, même instant, deux trajectoires : la trajectoire dépend bien du référentiel.
vu du sol : cycloïde vu du vélo : cercle Un même point, deux référentiels !

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.b Les trois types de trajectoires

RECTILIGNE

portion de droite
ex : chute d'une bille

CIRCULAIRE

portion de cercle
ex : nacelle de grande roue

CURVILIGNE

portion de courbe quelconque
ex : ballon de basket

Astuce : le circulaire est un cas particulier de curviligne — mais on garde toujours le mot le plus précis.

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.c Capturer un mouvement

📘 DEUX TECHNIQUES

Pour obtenir les positions successives d'un système, on réalise :
• un pointage vidéo (image par image, sur ordinateur),
• ou une chronophotographie (photos à intervalles de temps égaux superposées).

Δt entre deux images : toujours le même ! Les points s'écartent : la balle accélère.

→ C'est exactement ce que vous ferez dans l'AE « Atterrissage d'une fusée ».

▼ le pari fou qui a inventé la chronophotographie

SÉQ. 2 · II. POUR ALLER PLUS LOIN

👂 J'écoute

1878 : un pari à 25 000 dollars

  • Un cheval au galop a-t-il, à un instant, ses 4 sabots en l'air ? Impossible à voir à l'œil nu. Le magnat Leland Stanford parie que oui.
  • Le photographe Muybridge aligne 12 appareils déclenchés par des fils tendus : les clichés prouvent que oui — pari gagné !
  • En France, Marey invente en 1882 le "fusil photographique" : 12 images par seconde sur une seule plaque. La chronophotographie est née.

💡 ET AUJOURD'HUI

Votre smartphone filme en 240 images/s : chaque vidéo en mode ralenti est une chronophotographie de poche. Muybridge, lui, a inspiré… le cinéma.

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.d Le vecteur déplacement

📘 DÉFINITION

De la position M à la position M', on définit le vecteur déplacement \( \overrightarrow{MM'} \) :

  • direction : la droite (MM')
  • sens : de M vers M'
  • valeur : la distance MM'
M M' chemin 1 chemin 2 MM'

⚠️ NE PAS CONFONDRE

\( \overrightarrow{MM'} \) est le plus court chemin : chemin 1 ou chemin 2, il est le même. Déplacement ≠ distance parcourue !

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.e Le vecteur vitesse moyenne

🧮 FORMULE À CONNAÎTRE

\[ \vec{v}_{moy} = \dfrac{\overrightarrow{MM'}}{\Delta t_{totale}} \]
  • \( \overrightarrow{MM'} \) : vecteur déplacement sur l'ensemble du parcours, valeur en mètres (m)
  • \( \Delta t_{totale} \) : durée totale du parcours en secondes (s)
  • \( v_{moy} \) : valeur de la vitesse en m·s⁻¹

Le vecteur vitesse décrit la direction, le sens et la valeur de la vitesse — comme tout vecteur !

▼ à vous : la vitesse d'Usain Bolt

SÉQ. 2 · II. À VOUS DE JOUER

✏️ À faire

À vous ! Le record d'Usain Bolt

Énoncé. Berlin, 2009 : Usain Bolt court le 100 m (en ligne droite) en 9,58 s. Calculer sa vitesse moyenne en m·s⁻¹ puis en km·h⁻¹.

ÉTAPE 1 — APPLIQUER LA FORMULE

\[ v_{moy} = \dfrac{MM'}{\Delta t} = \dfrac{100}{9{,}58} \approx 10{,}4~\text{m·s}^{-1} \]

ÉTAPE 2 — CONVERTIR

\[ v_{moy} \approx 10{,}4 \times 3{,}6 \approx 37{,}6~\text{km·h}^{-1} \]

Et sa vitesse de pointe a frôlé 44,7 km/h… mais ça, la vitesse moyenne ne le voit pas — d'où la slide suivante !

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.f Le vecteur vitesse en un point

🧮 ENTRE DEUX INSTANTS PROCHES

\[ \vec{v}_i = \dfrac{\overrightarrow{M_i M_{i+1}}}{\Delta t} \]
  • direction : la tangente à la trajectoire en Mi
  • sens : celui du mouvement
  • valeur : \( v_i = \dfrac{M_i M_{i+1}}{\Delta t} \)
  • point d'application : Mi
M₃ v₃ (tangent !) Échelle : ex. 1 cm ↔ 2 m·s⁻¹

⚠️ POUR TRACER

Choisir d'abord une échelle (ex. 1 cm ↔ 2 m·s⁻¹), puis tracer la flèche tangente à la trajectoire, dans le sens du mouvement.

SÉQ. 2 · II. DÉCRIRE UN MOUVEMENT

📝 À noter

II.g Les mouvements rectilignes

L'évolution du vecteur vitesse caractérise le mouvement (Δt constant entre deux points) :

UNIFORME v constante ACCÉLÉRÉ v augmente RALENTI v diminue

Lecture : Δt identique entre deux points → points régulièrement espacés = vitesse constante ; qui s'écartent = accéléré ; qui se resserrent = ralenti. À réinvestir dans l'AE « Atterrissage d'une fusée ».

▼ faire le travail du pointage… en Python

SÉQ. 2 · II. POUR ALLER PLUS LOIN · PYTHON

👂 J'écoute

Le pointage vidéo, version Python

🐍 PROGRAMME PYTHON


import matplotlib.pyplot as plt
t = [0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5]    # instants (s)
x = [0.0, 0.15, 0.6, 1.35, 2.4, 3.75] # positions (m)
dt = 0.1
v = [(x[i+1] - x[i]) / dt for i in range(len(x) - 1)]

plt.plot(t[:-1], v, "o-")
plt.xlabel("t (s)")
plt.ylabel("v (m/s)")
plt.title("v augmente : mouvement accéléré")
plt.show()

📘 À TESTER

Remplacez la liste x par vos propres pointages de l'AE fusée : le graphique dira si l'atterrissage est ralenti… ou raté !

SÉQ. 2 · L'ESSENTIEL À RETENIR

📝 À noter

Ce qu'il faut retenir

📘 AVANT TOUT

Définir le { système }, puis le référentiel (terrestre, géocentrique, héliocentrique). Trajectoire et vitesse en dépendent !

📘 LA TRAJECTOIRE

Ensemble des positions successives : rectiligne, circulaire ou curviligne. Obtenue par pointage vidéo ou chronophotographie.

🧮 LES DEUX VECTEURS

\( \vec{v}_{moy} = \overrightarrow{MM'} / \Delta t \) — et en un point, \( \vec{v}_i \) est tangent à la trajectoire, dans le sens du mouvement.

⚠️ LIRE UNE CHRONOPHOTO

Points régulièrement espacés = uniforme ; qui s'écartent = accéléré ; qui se resserrent = ralenti.

▼ quiz éclair pour vérifier

SÉQ. 2 · QUIZ ÉCLAIR

✏️ À faire

Quiz éclair — 90 secondes

  • Référentiel pour étudier la Lune autour de la Terre ? Géocentrique
  • Le vecteur vitesse en un point est toujours… à la trajectoire ? Tangent, dans le sens du mouvement
  • Sur une chronophoto, les points se resserrent : le mouvement est ? Ralenti
  • 36 km/h, c'est combien en m/s ? 10 m·s⁻¹ (on divise par 3,6)

Tout est juste ? Vous êtes prêts pour l'AE fusée et l'évaluation. Sinon : retour aux slides concernées.

Cours gratuit · Physique-chimie seconde · Lucas Tachen Migheli

Comment décrire un mouvement en physique de seconde ?

Publié le · Mis à jour le

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En mécanique de seconde, décrire un mouvement précède l'explication des causes. On fixe un référentiel, on observe la trajectoire d'un point, puis on introduit la notion de vitesse moyenne et de vecteur vitesse. Ces outils préparent le principe d'inertie et l'étude des forces. Ce module gratuit clarifie le vocabulaire officiel pour réussir exercices et évaluations, à la maison comme en classe. Ce chapitre s'inscrit dans le parcours complet de physique-chimie seconde proposé par Lucas Tachen Migheli sur e-prof. Les cours sont gratuits, conçus pour la classe et la maison, avec une attention particulière à la lisibilité (police dys, contrastes doux) et aux pratiques recommandées par les recherches en neurosciences de l'apprentissage. Parents et élèves peuvent ainsi partager une même ressource fiable, alignée sur le programme officiel, pour préparer contrôles, TP et révisions d'année.

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Questions fréquentes sur décrire un mouvement

Qu'est-ce qu'un référentiel en physique 2de ?

C'est le solide de référence par rapport auquel on décrit le mouvement d'un objet.

Trajectoire et vecteur vitesse : quelle différence ?

La trajectoire est l'ensemble des positions. Le vecteur vitesse indique sens, direction et valeur à un instant.

Pourquoi parler de référentiel avant les forces ?

Parce que la description du mouvement dépend du point de vue choisi, avant d'analyser les causes.