Chapitre 5 · Mouvements et Terre dans l'espace
Décrire un mouvement
Par rapport à quoi, trajectoire, chronophotographie, comparer des vitesses, mesurer des durées.
Le cours
À quoi ça sert ?
Immobile ou à 300 km/h ? Les deux !
Tu es assise dans le TGV, ta boisson posée sur la tablette. Ton voisin affirme que tu ne bouges pas. Sur le quai, ta grand-mère te voit filer à toute allure. Qui a raison ? Tous les deux : tu es immobile par rapport au train et en mouvement par rapport au quai. Savoir décrire un mouvement, c’est aussi lire le tableau d’horaires du train, comparer les temps d’une course, comprendre l’appli qui suit ta sortie à vélo ou calculer à quelle heure tu arriveras au collège.
À retenir
Un mouvement se décrit toujours « par rapport à »
- On choisit un objet de référence (ou un observateur) : le quai, le sol, le train, la Terre…
- Un objet est en mouvement par rapport à cette référence si sa position change par rapport à elle ; sinon, il est immobile par rapport à elle.
- Le même objet peut être immobile par rapport à une référence et en mouvement par rapport à une autre : le passager est immobile par rapport à son siège, en mouvement par rapport aux arbres. Vus du train, ce sont les arbres qui « défilent » vers l’arrière.
- Dire « il est immobile » sans préciser la référence est donc incomplet : une voiture garée est immobile par rapport à la route, mais elle tourne avec la Terre.
À retenir
La trajectoire : le chemin suivi
- La trajectoire est la ligne formée par les positions successives d’un point de l’objet.
- Rectiligne : une droite (une pierre lâchée qui tombe, une voiture sur une route droite). Circulaire : un cercle (le bout de l’aiguille d’une horloge, une nacelle de grande roue). Curviligne : une courbe quelconque (un ballon lancé vers le panier).
- La trajectoire dépend elle aussi de la référence : la valve d’une roue de vélo décrit un cercle par rapport au cadre, mais une courbe en arceaux par rapport au sol.
À retenir
Mesurer des distances et des durées
- Une distance se mesure avec une règle, un mètre ruban, un odomètre… : 1 km = 1 000 m ; 1 m = 100 cm.
- Un instant est une date ou une heure (« le train part à 8 h 47 »). Une durée est l’intervalle entre deux instants (« le trajet dure 1 h 25 min ») ; on la mesure avec un chronomètre.
- 1 h = 60 min ; 1 min = 60 s ; donc 1 h = 3 600 s. Attention : les durées ne sont pas décimales comme les longueurs. 2,5 h = 2 h 30 min, et non 2 h 50 min ; 0,25 h = 15 min.
Exemple
Calculer une durée
Départ à 8 h 47, arrivée à 10 h 12. On complète jusqu’à l’heure ronde : de 8 h 47 à 9 h, il y a 13 min ; de 9 h à 10 h, 1 h ; de 10 h à 10 h 12, 12 min. Durée : 1 h + 13 min + 12 min = 1 h 25 min. Même méthode pour un trajet de nuit : de 22 h 40 à 6 h 15 le lendemain, 1 h 20 min jusqu’à minuit, puis 6 h 15 min, soit 7 h 35 min.
À retenir
Comparer des vitesses sans formule
- Même durée : le plus rapide est celui qui parcourt la plus grande distance (en 10 s, 80 m bat 65 m).
- Même distance : le plus rapide est celui qui met la plus petite durée (au 100 m, 14,2 s bat 15,8 s).
- Ni la même durée ni la même distance ? On se ramène à une même durée, par proportionnalité, en supposant l’allure régulière : 4 km en 20 min, c’est 12 km « en 1 heure » ; cela bat 10 km en 1 h.
À retenir
Lire une chronophotographie
- Une chronophotographie superpose les positions d’un objet photographié à intervalles de temps égaux. Entre deux images, il s’écoule toujours la même durée.
- Écarts égaux : la vitesse est constante. Écarts de plus en plus grands : le mouvement est accéléré. Écarts de plus en plus petits : il est ralenti.
- Plus l’écart entre deux images est grand, plus l’objet va vite à cet endroit. Avec 7 images, il y a 6 intervalles : si les images sont prises toutes les secondes, le film dure 6 s, pas 7.
Expérimente
Par rapport à quoi ? Une chronophotographie
Lance le film : chaque seconde, une image du cycliste et une de la voiture s’ajoutent sur leur bande. Compare les écarts : réguliers, de plus en plus grands ou de plus en plus petits ? Puis rejoue-le par rapport au cycliste : qui bouge, maintenant ?
Lance le film : toutes les secondes, une image de chaque mobile s'ajoute sur sa bande. Compare les écarts entre les images.
Attention
Pièges classiques : « beaucoup d’images rapprochées » ne veut pas dire « rapide », c’est l’inverse ; un plus grand nombre de secondes au 100 m signifie un coureur plus lent ; un objet peut aller en ligne droite et accélérer, ou tourner en rond à vitesse constante : trajectoire et vitesse sont deux choses distinctes.
Attention
Au CM, tu as appris à reconnaître un mouvement rectiligne ou circulaire. En 6e, on attend le réflexe « par rapport à » dans chaque phrase, des durées calculées sans erreur, et des comparaisons de vitesses justifiées : même durée, même distance, ou ramenées « en 1 heure ». La formule de la vitesse viendra au cycle 4.
Les exercices
Niveau 1 · Découverte
Les bases, pas à pas.Niveau 2 · Entraînement
Les pièges classiques.Niveau 3 · Expert
Pour aller plus loin.