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Première · Chapitre 8

Décrire un mouvement

Entraîne-toi par niveau (★ à ★★★), puis attaque les sujets type bac. Chaque correction se dévoile question par question.

Exercices d'entraînement

1
Entraînement

Conversions de vitesse

0/2

Énoncé

Un TGV roule à 324 km·h⁻¹ ; un cycliste roule à 8,0 m·s⁻¹.

  • •1 m·s⁻¹ = 3,6 km·h⁻¹
1

Convertir la vitesse du TGV en m·s⁻¹.

2

Convertir la vitesse du cycliste en km·h⁻¹.

2
Entraînement

Choisir un référentiel

0/2

Énoncé

Un passager est assis dans un train qui roule à 300 km·h⁻¹ par rapport au sol.

  • •Référentiels usuels : terrestre, géocentrique, héliocentrique
1

Le passager est-il en mouvement dans le référentiel du train ? Justifier.

2

Le passager est-il en mouvement dans le référentiel terrestre ? Justifier.

3
Entraînement

Vitesse moyenne d'un coureur

0/2

Énoncé

Lors d'un 100 m, un sprinteur parcourt la distance en 9,58 s.

  • •v = d / Δt
1

Calculer sa vitesse moyenne en m·s⁻¹.

2

Convertir cette vitesse en km·h⁻¹.

4
Entraînement

Reconnaître la nature d'un mouvement

0/2

Énoncé

Sur une chronophotographie d'une bille roulant sur une table, les points sont alignés et régulièrement espacés.

  • •Positions équidistantes sur une droite → mouvement rectiligne uniforme
1

Quelle est la nature du mouvement observé ? Justifier.

2

Que vaut le vecteur variation de vitesse Δv⃗ dans ce cas ?

5
Entraînement

Vitesses sur une chronophotographie

0/3

Énoncé

Une chronophotographie d'un mobile est prise avec un intervalle de temps τ = 40 ms entre deux images. On mesure sur le document : M₃M₄ = 2,4 cm, avec une échelle 1 cm (photo) ↔ 10 cm (réel).

  • •vᵢ = MᵢMᵢ₊₁ / τ
1

Calculer la distance réelle M₃M₄.

2

Calculer la vitesse v₃ en m·s⁻¹.

3

Avec une échelle des vitesses de 1 cm ↔ 2 m·s⁻¹, donner la longueur de la flèche représentant v⃗₃.

6
Entraînement

Un skateur accélère

0/2

Énoncé

Un skateur est filmé avec τ = 0,20 s entre deux positions. On mesure M₂M₃ = 1,6 cm et M₃M₄ = 2,0 cm à l'écran, avec une échelle 1 cm ↔ 0,50 m.

  • •vᵢ = MᵢMᵢ₊₁ / τ
1

Calculer v₂ et v₃.

2

En déduire la nature du mouvement entre ces points et la valeur de Δv.

7
Entraînement

Freinage d'une voiture

0/2

Énoncé

Une voiture roulant en ligne droite passe de 90 km·h⁻¹ à 54 km·h⁻¹ en 2,0 s lors d'un freinage.

  • •1 m·s⁻¹ = 3,6 km·h⁻¹
  • •Δv⃗ = v⃗ᵢ₊₁ − v⃗ᵢ
1

Exprimer les deux vitesses en m·s⁻¹.

2

Calculer la valeur de Δv et préciser son sens par rapport au mouvement.

8
Entraînement

Mouvement circulaire uniforme d'un manège

0/3

Énoncé

Un point situé en bord de manège décrit un cercle de rayon R = 4,0 m à vitesse constante v = 2,0 m·s⁻¹.

  • •Mouvement circulaire uniforme : valeur de v constante, direction de v⃗ variable
  • •Δv⃗ pointe vers le centre du cercle
1

Le mouvement est-il uniforme ? Justifier.

2

Le vecteur vitesse v⃗ est-il constant au cours du mouvement ? Justifier.

3

En déduire le signe de Δv⃗ et sa direction approximative.

9
Entraînement

Rattrapage entre deux véhicules

0/4

Énoncé

Sur une route rectiligne, une voiture A part de x = 0 à vA = 25 m·s⁻¹ constante. Au même instant, un camion B est en x = 300 m et roule à vB = 15 m·s⁻¹ dans le même sens. Référentiel terrestre.

  • •Mouvements rectilignes uniformes
1

1. Écrire les équations horaires xA(t) et xB(t).

2

2. À quelle date tR la voiture rattrape-t-elle le camion ?

3

3. À quelle position a lieu le rattrapage ?

4

4. Quelle est la vitesse de A dans le référentiel du camion ? Retrouver tR.

Sujets type bac

Sujets originaux au format du bac, inspirés des annales de Labolycée .

1
Type bac

Type bac — Étude vidéo de la chute d'une bille

0/5

Énoncé

On filme la chute verticale d'une bille lâchée sans vitesse initiale dans l'air. Un logiciel de pointage fournit les positions successives à intervalle régulier τ = 20 ms. On relève les distances parcourues entre images consécutives : M₅M₆ = 3,0 cm, M₆M₇ = 4,0 cm, M₇M₈ = 5,0 cm (distances réelles, échelle déjà appliquée).

  • •τ = 20 ms = 0,020 s
  • •vᵢ ≈ (Mᵢ₋₁Mᵢ₊₁) / (2τ) (moyenne centrée)
  • •Référentiel terrestre, axe vertical orienté vers le bas
1

1. Pourquoi est-il nécessaire de préciser le référentiel d'étude avant de décrire ce mouvement ?

2

2. Calculer les vitesses v₆ et v₇ à l'aide de la formule vᵢ ≈ MᵢMᵢ₊₁ / τ, en utilisant chaque intervalle consécutif.

3

3. Calculer v₅ à partir de M₅M₆.

4

4. Calculer la variation de vitesse Δv entre les points M₅ et M₆, puis entre M₆ et M₇. Que peut-on en conclure sur le mouvement ?

5

5. Le vecteur Δv⃗ garde-t-il la même direction au cours du mouvement ? Quelle force physique peut expliquer cette observation (sans calcul) ?