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Physique-Chimie (2nde) · Classe de 2ⁿᵈᵉ

Description d'un mouvement

Référentiel, trajectoire, vitesse et vecteur vitesse — programme de 2nde (lycée général)

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Description d'un mouvement » en seconde permet de faire le point sur ses connaissances en physique-chimie (2nde), comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de seconde et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Référentiel et relativité du mouvement, Système et point matériel, Trajectoire d'un mobile, Durée et chronophotographie. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde en physique-chimie (2nde).
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00

Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.

Exercice 1 — Référentiel et trajectoire

/ 4 pts
  1. Définir le terme référentiel. Donner les trois référentiels usuels en mécanique.
  2. Un passager dans un bus lit un livre. Décrire son mouvement dans le référentiel du bus et dans le référentiel terrestre.
  3. Définir la trajectoire d'un mobile et en donner deux exemples.

Exercice 2 — Chronophotographie et vitesse scalaire

/ 5 pts
  1. Une chronophotographie est réalisée à $f = 10$ Hz. Calculer la période de flash $\tau$.
  2. Les distances entre points consécutifs sont (en cm) : $M_0M_1 = 4{,}0$ ; $M_1M_2 = 4{,}0$ ; $M_2M_3 = 6{,}0$ ; $M_3M_4 = 8{,}0$. Décrire le mouvement entre $M_0$ et $M_1M_2$ d'une part, et entre $M_2$ et $M_3M_4$ d'autre part.
  3. Calculer la vitesse scalaire du mobile en $M_2$ (en m/s). On rappelle la méthode : $v_i \approx M_{i-1}M_{i+1}/(2\tau)$.

Exercice 3 — Calculs de vitesse

/ 5 pts
  1. Un nageur parcourt 400 m en 6 min 40 s. Calculer sa vitesse moyenne en m/s puis en km/h.
  2. Un avion vole à 900 km/h. Convertir cette vitesse en m/s.
  3. En maintenant 250 m/s, en combien de temps un avion parcourt-il 1 500 km ?

Exercice 4 — Vecteur vitesse

/ 4 pts
  1. Définir les quatre caractéristiques du vecteur vitesse $\vec{v}$ en un point $M_i$.
  2. Donner la relation permettant d'approcher le vecteur vitesse en $M_i$ à partir d'une chronophotographie.
  3. Pour un mouvement rectiligne uniforme, expliquer pourquoi les vecteurs vitesse successifs sont identiques.

Exercice 5 — Types de mouvements

/ 2 pts
  1. Compléter le tableau suivant (type de mouvement / trajectoire / vitesse) :
    NomTrajectoireNorme de $\vec{v}$
    MRU??
    MRUV accélérédroite?
    MCU?constante
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Référentiel et trajectoire
Corrigé :
1. Un référentiel est un corps de référence associé à une horloge, par rapport auquel on décrit le mouvement d'un objet. Référentiels : terrestre (le sol), géocentrique (centre de la Terre + étoiles lointaines), héliocentrique (centre du Soleil + étoiles lointaines). (1,5 pt)
2. Dans le référentiel du bus : le passager est immobile. Dans le référentiel terrestre : le passager est en mouvement (il se déplace avec le bus). (1,5 pt)
3. La trajectoire est l'ensemble des positions successives occupées par le mobile au cours du temps dans un référentiel donné. Exemples : trajectoire rectiligne (voiture sur autoroute), trajectoire circulaire (cabine de grande roue). (1 pt)

Exercice 2 — Chronophotographie et vitesse scalaire
Corrigé :
1. $\tau = 1/f = 1/10 = 0{,}1$ s. (1 pt)
2. Entre $M_0$ et $M_2$ : les distances sont égales (4,0 = 4,0 cm) → mouvement uniforme. Entre $M_2$ et $M_4$ : les distances augmentent (6,0 < 8,0 cm) → mouvement accéléré. (2 pts)
3. $v_2 \approx M_1M_3/(2\tau) = (4{,}0 + 6{,}0) \text{ cm} / (2 \times 0{,}1) = 10 \text{ cm}/0{,}2 = 50 \text{ cm/s} = 0{,}50$ m/s. (2 pts)

Exercice 3 — Calculs de vitesse
Corrigé :
1. $\Delta t = 6 \times 60 + 40 = 400$ s. $v = 400/400 = 1{,}0$ m/s. En km/h : $1{,}0 \times 3{,}6 = 3{,}6$ km/h. (2 pts)
2. $900 \div 3{,}6 = 250$ m/s. (1 pt)
3. $d = 1\,500\,000$ m ; $\Delta t = d/v = 1\,500\,000/250 = 6\,000$ s $= 100$ min $= 1$ h 40 min. (2 pts)

Exercice 4 — Vecteur vitesse
Corrigé :
1. Point d'application : $M_i$. Direction : tangente à la trajectoire en $M_i$. Sens : sens du mouvement. Module (norme) : valeur de la vitesse scalaire $v_i$ en m/s. (2 pts)
2. $\vec{v_i} \approx \overrightarrow{M_{i-1}M_{i+1}} / (2\tau)$ — le vecteur vitesse est colinéaire à $\overrightarrow{M_{i-1}M_{i+1}}$, de même sens, et de norme $M_{i-1}M_{i+1}/(2\tau)$. (1 pt)
3. En MRU, la trajectoire est une droite (direction constante) et la vitesse est constante (module constant). Donc le vecteur vitesse a la même direction, le même sens et le même module en chaque point : les vecteurs sont identiques. (1 pt)

Exercice 5 — Types de mouvements
Corrigé :
• MRU : trajectoire = droite ; norme = constante.
• MRUV accéléré : trajectoire = droite ; norme = croissante (augmente régulièrement).
• MCU : trajectoire = cercle ; norme = constante. (2 pts — 0,5 pt par case correcte, 4 cases)

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