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Mouvements et vitesse : trajectoire, vitesse moyenne, relativité

Calculer ta vitesse à vélo sans compteur, et comprendre pourquoi tu bouges même assis dans le bus.

Physique-ChimieCollège5e

Assis dans le bus, tu ne bouges pas d'un pouce par rapport à ton sac. Pour le piéton sur le
trottoir, tu files à 40 km/h. Vous avez raison tous les deux. 🚌

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C'est quoi le délire ?

Décrire un mouvement, c'est répondre à deux questions.

Quelle forme ? C'est la trajectoire, la ligne suivie par l'objet :

  • rectiligne (une droite : une bille qui roule sur une table)
  • circulaire (un cercle : une valve sur une roue de vélo)
  • curviligne (une courbe quelconque : un ballon lancé en cloche)

À quel rythme ? C'est la vitesse :

  • uniforme : vitesse constante
  • accéléré : la vitesse augmente
  • ralenti (ou décéléré) : la vitesse diminue

Et le point clé : le mouvement est relatif. Il n'existe que par rapport à un référentiel,
l'objet choisi comme repère.

La formule magique

  • v = d ÷ t (vitesse = distance parcourue ÷ durée)
  • Unités cohérentes obligatoires : km avec h → km/h, m avec s → m/s
  • On peut retourner la formule : d = v × t et t = d ÷ v
  • Repères utiles : marche ≈ 5 km/h, vélo ≈ 20 km/h, voiture en ville ≈ 50 km/h
  • Un mouvement est toujours décrit par rapport à un référentiel : il faut le préciser.

On teste sur un exemple

Tu fais 12 km à vélo en 40 minutes. Quelle est ta vitesse moyenne ?

  1. Il faut la durée en heures : en 40 min tu fais 12 km, donc en 20 min tu fais 6 km.
  2. En 60 min (soit 1 h), tu ferais donc 6 × 3 = 18 km.
  3. Vitesse moyenne = 18 km/h.

Vérification : 40 min = 40 ÷ 60 h, et 12 ÷ (40/60) = 18 km/h. Ça colle. En sprint :
100 m en 20 s → v = 100 ÷ 20 = 5 m/s.

Le piège classique

Diviser des kilomètres par des minutes : le résultat ne veut rien dire. Convertis d'abord.
Deuxième piège : la vitesse moyenne n'est pas la vitesse à un instant donné. Tu as pu
t'arrêter au feu rouge et foncer dans la descente : la moyenne, elle, lisse tout.

L'astuce pour retenir

« Distance sur Temps : Vitesse = D ÷ T. » Et pour la relativité :
« Bouger, c'est bouger par rapport à quelqu'un. »

Teste-toi

Réponds sans regarder la fiche — 0/3

1. Un car parcourt 60 km en 2 h. Sa vitesse moyenne est de…

2. Un coureur fait 100 m en 20 s. Sa vitesse moyenne est de…

3. La trajectoire d'une valve sur une roue de vélo qui tourne est…

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