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Mouvements, vitesses et trajectoires

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Mouvement et référentiel

  • Relativité du mouvement
  • Un mouvement est différent selon le point de vue duquel on se place. On dit que le mouvement est relatif.
  • Avant d’étudier un mouvement, on doit indiquer l’objet ou le système étudié et le référentiel dans lequel on va se placer pour cette étude.
  • Les différents référentiels
  • Un référentiel est centré sur un point solide, appelé origine du référentiel, et comporte trois axes orthogonaux.
  • Il existe trois principaux référentiels :
  • Le référentiel terrestre

Le référentiel terrestre est le plus couramment utilisé, il permet d’étudier tous les mouvements sur la Terre. Son centre est un point fixe, immobile par rapport à la surface terrestre.

  • Le référentiel géocentrique

Le référentiel géocentrique est placé sur le centre de la Terre et ses trois axes sont dirigés vers des étoiles lointaines considérées comme fixes.

  • Le référentiel héliocentrique

Le référentiel héliocentrique a pour origine le centre du soleil et ses trois axes sont eux aussi dirigés vers des étoiles lointaines considérées comme fixes. Le référentiel héliocentrique est utilisé pour décrire le mouvement des planètes autour du Soleil.

Trajectoire et vitesse

  • Un objet ou système en mouvement peut être assimilé à un point. Ce point est placé sur le centre d’inertie de l’objet.
  • Trajectoire d’un point

Elle correspond à l'ensemble des positions successives occupées par ce point au cours de son mouvement.

  • On distingue 3 grands types de trajectoire :
  • la trajectoire rectiligne qui correspond à une droite ;
  • la trajectoire curviligne qui correspond à une courbe ;
  • la trajectoire circulaire qui correspond à un cercle.
  • La trajectoire d’un objet ou système en mouvement dépend du référentiel dans lequel on se place.
  • Vitesse d’un système en mouvement
  • La vitesse moyenne vv d’un objet ou système en mouvement est le quotient de la distance dd qu’il a parcourue par la durée Δt\Delta t (delta t) du parcours. v=dΔtv =\dfrac{d}{\Delta t}
  • La vitesse moyenne vv est exprimée en ms1\text{m} \cdot \text{s}^{-1} ;
  • la distance parcourue dd en m\text{m}
  • la durée Δt\Delta t en s\text{s}.
  • La vitesse instantanée d’un objet ou système est sa vitesse à un instant tt précis. On la note vecteur v\overrightarrow{v}.

Les différents types de mouvement d’un objet

  • On peut distinguer différents types de mouvement :
  • Le mouvement d’un objet ou système est rectiligne uniforme si sa trajectoire est une droite et si sa vitesse est constante au cours du temps.
  • Le mouvement d’un objet ou système est rectiligne accéléré si sa trajectoire est une droite et si sa vitesse augmente au cours du temps.
  • Le mouvement d’un objet ou système est rectiligne ralenti si sa trajectoire est une droite et si sa vitesse diminue au cours du temps.
  • Le mouvement d’un objet ou système est circulaire uniforme si sa trajectoire est un cercle et si sa vitesse est constante au cours du temps.