Mouvement et interactions - 3e

Les mouvements dans l'univers

Exercice 1 : Évolution d'une vitesse par rapport à un référentiel

Sur une ligne droite d'une course de Formule 1, le pilote de la voiture 'A' est positionné devant celui de la voiture 'B' mais se fait rattraper. Plusieurs caméras filment cette course mais seulement l'une d'entre elle nous intéresse. Cette caméra est dans la voiture 'B' et filme l'avant de la voiture. On supposera que les deux véhicules accélèrent dans le référentiel terrestre.

Selon quel référentiel la caméra est-elle immobile ?

Quelle est l'évolution de la vitesse du pilote 'A' obtenue par cette caméra ?

Le mouvement est ralenti.
Le mouvement est uniforme.
Le mouvement est accéléré.

Exercice 2 : Vitesses et tableur

Une voiture se déplace sur un sol parfaitement horizontal. Un logiciel de traitement permet l'analyse du mouvement par pointage des positions successives occupées par un point de la voiture au cours de son mouvement. Après étalonnage, il donne les coordonnées de ces points, dont les valeurs sont portées dans un tableur.

	a	b	c	d	e	f	g	h	i	j
1	t(\(s\))	0	1	2	3	4	5	6	7	8
2	x(\(m\))	0	34,1	64,9	92,5	117,2	138,6	156,9	172	184
3	y(\(m\))	0	0	0	0	0	0	0	0	0
4	v(\(m/s\))	X	34,1	30,8	27,6	24,7	21,4	18,3	15,1	12

Quelle est la nature du mouvement de cette voiture ?

Calculer la vitesse moyenne du trajet.
On donnera le résultat arrondi à \(0,1m/s\) et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 3 : Caractériser le mouvement d'un objet

Dans les questions suivantes, les mouvements sont effectués dans un plan et l'axe d'observation de la scène est perpendiculaire à ce plan.

Sélectionner la situation dont le centre de l'objet décrit une trajectoire curviligne.

Sélectionner la situation dont le centre de l'objet décrit un mouvement ralenti puis accéléré.

Une voiture au passage d'un panneau stop.
Une valise sur un escalator.
Un train allant d'une station à une autre.

Exercice 4 : Placer un repère en fonction d'un tableau

Sur une plateforme inclinée, on filme le mouvement du centre d'un objet initialement au point A.

La caméra enregistre 25 images par seconde. Les valeurs des coordonnées x et y du centre de l'objet sont données dans le tableau ci-dessous.

x (\(cm\))	0	0,5	1,1	1,8	2,6	3,4
y (\(cm\))	9,7	9,2	8,6	7,9	7,1	6,3

Quel repère nous permet d'obtenir ces coordonnées ?

{"init": {"range": [[-7.0, 67.0], [-7.0, 27.0]], "scale": [4, 4]}, "path": [[[[0.0, 20.0], [0.0, 0.0], [60.0, 0.0], [0.0, 20.0]]]], "circle": [[[30.0, 15.3], 5.0, {}]], "line": [[[0.0, 0.0], [60.0, 0.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}], [[0.0, 0.0], [0.0, 20.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}]], "label": [[[0.0, 0.0], "O", "below left", {}], [[60.0, 0.0], "x", "top", {}], [[0.0, 20.0], "y", "top", {}]]}
{"init": {"range": [[-7.0, 67.0], [-7.0, 46.25]], "scale": [4, 4]}, "path": [[[[0.0, 20.0], [0.0, 0.0], [60.0, 0.0], [0.0, 20.0]]]], "circle": [[[30.0, 15.3], 5.0, {}]], "line": [[[0.0, 20.0], [60.0, 0.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}], [[0.0, 20.0], [6.666666666666667, 40.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}]], "label": [[[0.0, 20.0], "O", "below left", {}], [[60.0, 0.0], "x", "top", {}], [[6.666666666666667, 40.0], "y", "top", {}]]}
{"init": {"range": [[-7.0, 67.0], [-7.0, 46.25]], "scale": [4, 4]}, "path": [[[[0.0, 20.0], [0.0, 0.0], [60.0, 0.0], [0.0, 20.0]]]], "circle": [[[30.0, 15.3], 5.0, {}]], "line": [[[0.0, 20.0], [6.666666666666667, 40.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}], [[0.0, 20.0], [60.0, 0.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}]], "label": [[[0.0, 20.0], "O", "below left", {}], [[6.666666666666667, 40.0], "x", "top", {}], [[60.0, 0.0], "y", "top", {}]]}
{"init": {"range": [[-7.0, 67.0], [-7.0, 27.0]], "scale": [4, 4]}, "path": [[[[0.0, 20.0], [0.0, 0.0], [60.0, 0.0], [0.0, 20.0]]]], "circle": [[[30.0, 15.3], 5.0, {}]], "line": [[[0.0, 0.0], [0.0, 20.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}], [[0.0, 0.0], [60.0, 0.0], {"subtype": "segment", "arrow-end": "classic-wide-long"}]], "label": [[[0.0, 0.0], "O", "below left", {}], [[0.0, 20.0], "x", "top", {}], [[60.0, 0.0], "y", "top", {}]]}

Exercice 5 : À l'aide d'un graphique, identifier un mouvement

Le graphique ci-dessous représente la position d'un objet à intervalle de temps régulier.

{"init": {"range": [[-0.19999999999999996, 10.2], [-0.19999999999999996, 10.2]], "scale": [40, 40], "hasGraph": true, "xLabel": "x (m)", "yLabel": "y (m)", "num_points": null, "labelStep": [1, 1], "tickStep": [1, 1], "gridOpacity": 0.1, "gridStep": [1, 1], "axisOpacity": 0.5, "unityLabels": true, "axisArrows": "->", "settings": {"scale": [40, 40]}, "x_max": 12, "x_min": -0.5, "y_min": -0.5, "y_max": 12}, "line": [[[0.8, 4.8], [1.2, 5.2], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.8, 2.154248688935409], [2.2, 2.5542486889354095], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.8, 7.4457513110645905], [2.2, 7.845751311064591], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[2.8, 1.3358983848622452], [3.2, 1.7358983848622456], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[2.8, 8.264101615137754], [3.2, 8.664101615137755], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[3.8, 0.9270166537925829], [4.2, 1.3270166537925834], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[3.8, 8.672983346207417], [4.2, 9.072983346207417], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[4.8, 0.8], [5.2, 1.2], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[4.8, 8.8], [5.2, 9.2], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[5.8, 0.9270166537925829], [6.2, 1.3270166537925834], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[5.8, 8.672983346207417], [6.2, 9.072983346207417], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[6.8, 1.3358983848622452], [7.2, 1.7358983848622456], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[6.8, 8.264101615137754], [7.2, 8.664101615137755], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[7.8, 2.154248688935409], [8.2, 2.5542486889354095], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[7.8, 7.4457513110645905], [8.2, 7.845751311064591], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[8.8, 4.8], [9.2, 5.2], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.1500000000000001, 3.163693182804643], [1.55, 3.563693182804643], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.1500000000000001, 6.436306817195357], [1.55, 6.836306817195357], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[8.450000000000001, 3.163693182804643], [8.85, 3.563693182804643], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[8.450000000000001, 6.436306817195357], [8.85, 6.836306817195357], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[0.8, 5.2], [1.2, 4.8], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.8, 2.5542486889354095], [2.2, 2.154248688935409], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.8, 7.845751311064591], [2.2, 7.4457513110645905], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[2.8, 1.7358983848622456], [3.2, 1.3358983848622452], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[2.8, 8.664101615137755], [3.2, 8.264101615137754], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[3.8, 1.3270166537925834], [4.2, 0.9270166537925829], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[3.8, 9.072983346207417], [4.2, 8.672983346207417], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[4.8, 1.2], [5.2, 0.8], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[4.8, 9.2], [5.2, 8.8], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[5.8, 1.3270166537925834], [6.2, 0.9270166537925829], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[5.8, 9.072983346207417], [6.2, 8.672983346207417], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[6.8, 1.7358983848622456], [7.2, 1.3358983848622452], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[6.8, 8.664101615137755], [7.2, 8.264101615137754], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[7.8, 2.5542486889354095], [8.2, 2.154248688935409], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[7.8, 7.845751311064591], [8.2, 7.4457513110645905], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[8.8, 5.2], [9.2, 4.8], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.1500000000000001, 3.563693182804643], [1.55, 3.163693182804643], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[1.1500000000000001, 6.836306817195357], [1.55, 6.436306817195357], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[8.450000000000001, 3.563693182804643], [8.85, 3.163693182804643], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}], [[8.450000000000001, 6.836306817195357], [8.85, 6.436306817195357], {"subtype": "segment", "stroke": "#6495ED"}]], "plot": []}

Que peut-on dire du mouvement de l'objet ?
On supposera que l'objet se déplace dans le plan \(XY\)

Il est circulaire.
Il est curviligne.
Il est rectiligne.
On ne peut pas conclure.

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