Pour commencer, nous allons définir ce qu'on appelle "mouvement". On parlera de mouvement d'un objet lorsque celui-ci se déplace par rapport à un autre. Le fait qu'un élève gesticule sur sa chaise en classe n'est pas considéré comme un mouvement dans le sens où il n'y a pas déplacement de l'élève dans la classe. Par contre si l'on s'intéresse à la main qui monte et descend, alors on pourra parler du mouvement de la main par rapport à la table ou par rapport à la tête de l'élève.
Du paragraphe précédent, nous remarquerons que le mouvement est défini par rapport à un objet que l'on prend comme référence. On parle de référentiel.
Un élève de seconde distinguera notamment les référentiels ci-dessous
Référentiel terrestre qui est un référentiel solidaire de la surface terrestre comme la salle de classe ou la route ou encore une table.
Référentiel héliocentrique qui a le Soleil pour référence pour les planètes et les comètes par exemple.
Référentiel géocentrique qui a le centre de la Terre pour référence, notamment utilisé pour l'étude du mouvement des satellites de la Terre.
Le sprinteur est en mouvement par rapport au sol mais il peut être immobile par rapport à une caméra.
Remarque : Il est important d’être conscient qu’il existe d’autres référentiels que le sol pour étudier un mouvement.
La description d'un mouvement consiste, si possible, à préciser
la trajectoire* (rectiligne*, curviligne*, circulaire*) et
l'évolution de la vitesse* (accéléré, ralenti ou constante*) du mobile.
On parle, par exemples :
de mouvement rectiligne uniforme
de mouvement rectiligne accéléré
de mouvement circulaire uniforme
de mouvement parabolique
L'idée de mouvement correspond à l'observation d'un déplacement d'un objet (appelé système mécanique) par rapport à un autre objet (cette objet est alors pris comme référentiel). Un déplacement ou une distance parcourue s'exprime le plus souvent en mètre ou en kilomètre (cependant il existe d'autres unités telles que l'année-lumière et l'Angström (même si cette unité est non usitée en classe).
Un élève de cycle 4 doit être capable d'exprimer un déplacement dans différentes unités (voir travail réalisé en classe).
Voir l'activité réalisée en classe.
La vitesse instantanée d'un mobile est la vitesse que possède ce mobile à une date (un instant) donnée. C'est par exemple la vitesse affichée par le compteur d'une voiture ou par un radar.
Sans appareil de mesure, mais en possession de l'enregistrement du mouvement, on peut déterminer par calcul la vitesse instantanée d'un mobile. Pour cela, on assimilera la vitesse instantanée comme étant la vitesse moyenne entre deux points consécutifs de la trajectoire de cet objet (cf séance de TP).
L'élève de lycée doit assimiler que la vitesse est définie par une valeur (exprimée en km/h ou m/s) mais aussi par une orientation (c'est-à-dire par une direction et un sens). On peut alors représenter la vitesse par un segment fléché appelé vecteur. On parle donc de vecteur vitesse.
Exercice avec corrigé (Compléxité 2)