L'univers en mouvement et le temps/Étudier un mouvement
Pourquoi fixer un référentiel ? modifier
Le mouvement d'un même objet peut être décrit de manière différente selon le point de vue de l'observateur.
- Je peux être immobile par rapport au siège de la voiture et en mouvement par rapport au sol terrestre.
Ainsi, pour dire si un objet est en mouvement ou non, il faut définir un référentiel.
Définition d'un référentiel modifier
Un référentiel est un solide indéformable par rapport auquel on décrit le mouvement d'un objet. On associe souvent au référentiel un repère d'espace constitué d'un point fixe et de trois axes.
Quelques référentiels modifier
- Le référentiel héliocentrique : centre du soleil + 3 étoiles fixes.
- Le référentiel géocentrique : centre de la terre + 3 étoiles fixes.
- Le référentiel terrestre : un point de la terre + trois axes liés à des points terrestres. C'est aussi le référentiel du laboratoire.
Relativité du mouvement modifier
Le mouvement d'un point d'un objet dépend du référentiel par rapport auquel on décrit ce mouvement. On dit que le mouvement est relatif au référentiel.
- Un satellite géostationnaire a un mouvement circulaire dans le référentiel géocentrique. Il est immobile dans le référentiel terrestre.
- La valve de la roue de bicyclette a un mouvement circulaire par rapport à l'axe de la roue, mais un mouvement cycloïdal par rapport au sol.
Quels sont les différents mouvements ? modifier
Trajectoire modifier
La trajectoire d'un point est l’ensemble des positions occupées par ce point au cours du mouvement. On peut enregistrer la trajectoire d'un point en prenant des photos à intervalle régulier (chronophotographie) ou en enregistrant les positions sur une table traçante avec un mobile autoporté.
Types de trajectoires modifier
Une trajectoire peut être :
- rectiligne : ligne droite
- circulaire : cercle
- curviligne : ellipse, parabole, cycloïde...
Vitesse moyenne modifier
La vitesse moyenne calculée sur une distance d parcourue pendant un temps t est :
avec d en m, t en s. v s'exprime alors en m/s
Accélération et mouvement uniforme modifier
- Lorsque la vitesse augmente au cours du mouvement, les distances parcourues pendant le même intervalle de temps augmentent : le mouvement est accéléré.
- Lorsque la vitesse est constante, les distances parcourues sont les mêmes pendant le même intervalle de temps : le mouvement est uniforme.
- Lorsque la vitesse diminue, les distances sont de plus en plus petites : le mouvement est ralenti, retardé ou décéléré.
