Lycée · 2ⁿᵈᵉ · Physique-Chimie (2nde)
Description d'un mouvement
Référentiel, trajectoire, vitesse et vecteur vitesse — programme de 2nde (lycée général)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
Le mouvement d'un objet est toujours décrit par rapport à un :
- A. référentiel
- B. repère de temps
- C. vecteur
- D. point matériel
Réponse
A. référentiel — Un référentiel est le corps de référence par rapport auquel on décrit le mouvement.
Un enfant assis dans une voiture est immobile dans :
- A. le référentiel terrestre
- B. le référentiel de la voiture
- C. le référentiel géocentrique
- D. aucun référentiel
Réponse
B. le référentiel de la voiture — Par rapport à la voiture, l'enfant ne bouge pas : il est immobile dans le référentiel de la voiture.
La trajectoire est l'ensemble des :
- A. vitesses successives
- B. forces appliquées
- C. positions successives du mobile
- D. accélérations du mobile
Réponse
C. positions successives du mobile — La trajectoire est l'ensemble des positions successives occupées par le mobile au cours du temps.
Une trajectoire en ligne droite est appelée :
- A. circulaire
- B. curviligne
- C. rectiligne
- D. parabolique
Réponse
C. rectiligne — Une trajectoire en ligne droite est une trajectoire rectiligne.
L'unité SI de la vitesse est :
- A. km/h
- B. m/s
- C. cm/s
- D. km/min
Réponse
B. m/s — L'unité SI de la vitesse est le mètre par seconde (m/s).
La formule de la vitesse scalaire moyenne est :
- A. $v = d \times \Delta t$
- B. $v = \Delta t / d$
- C. $v = d / \Delta t$
- D. $v = d^2 / \Delta t$
Réponse
C. $v = d / \Delta t$ — $v = d / \Delta t$ avec $d$ la distance et $\Delta t$ la durée.
Sur une chronophotographie, des points équidistants indiquent un mouvement :
- A. accéléré
- B. décéléré
- C. uniforme
- D. circulaire
Réponse
C. uniforme — Des points équidistants signifient que le mobile parcourt la même distance à chaque intervalle de temps : vitesse constante, mouvement uniforme.
1 m/s équivaut à :
- A. 1 km/h
- B. 3,6 km/h
- C. 36 km/h
- D. 0,36 km/h
Réponse
B. 3,6 km/h — $1 \text{ m/s} = 3{,}6 \text{ km/h}$.
La fréquence de flash d'une chronophotographie est 20 Hz. La période de flash $\tau$ est :
- A. 0,005 s
- B. 0,05 s
- C. 0,5 s
- D. 20 s
Réponse
B. 0,05 s — $\tau = 1/f = 1/20 = 0{,}05$ s.
Un mouvement dont la trajectoire est un cercle est dit :
- A. rectiligne
- B. curviligne
- C. circulaire
- D. parabolique
Réponse
C. circulaire — Un mouvement sur un cercle est un mouvement circulaire.
Dans quel référentiel étudie-t-on habituellement les mouvements des satellites ?
- A. terrestre
- B. géocentrique
- C. héliocentrique
- D. du satellite
Réponse
B. géocentrique — Le référentiel géocentrique est centré sur la Terre et est adapté à l'étude des satellites.
Le modèle du point matériel est utilisé quand la taille de l'objet est :
- A. grande devant les distances parcourues
- B. égale aux distances parcourues
- C. petite devant les distances parcourues
- D. quelconque
Réponse
C. petite devant les distances parcourues — On modélise un objet par un point matériel quand sa taille est négligeable devant les distances parcourues.
Niveau moyen — 12 questions
Un cycliste parcourt 900 m en 1 min 30 s. Sa vitesse moyenne est :
- A. 6 m/s
- B. 10 m/s
- C. 12 m/s
- D. 15 m/s
Réponse
B. 10 m/s — $v = 900/(90) = 10$ m/s. (90 s = 1 min 30 s)
Quelle est la vitesse de 54 km/h en m/s ?
- A. 5 m/s
- B. 10 m/s
- C. 15 m/s
- D. 20 m/s
Réponse
C. 15 m/s — $54 / 3{,}6 = 15$ m/s.
Sur une chronophotographie avec $\tau = 0{,}1$ s, $M_0M_2 = 30$ cm. La vitesse en $M_1$ est :
- A. 0,3 m/s
- B. 1,5 m/s
- C. 3 m/s
- D. 30 m/s
Réponse
B. 1,5 m/s — $v_1 = M_0M_2/(2\tau) = 0{,}30/(0{,}2) = 1{,}5$ m/s.
Des points qui se rapprochent sur une chronophotographie indiquent que le mobile :
- A. accélère
- B. maintient sa vitesse
- C. ralentit
- D. effectue un virage
Réponse
C. ralentit — Des points qui se rapprochent signifient que la distance parcourue par intervalle de temps diminue : le mobile ralentit.
Un mobile effectue 5 allers-retours de 100 m en 50 s. Sa vitesse moyenne est :
- A. 10 m/s
- B. 20 m/s
- C. 25 m/s
- D. 0 m/s
Réponse
A. 10 m/s — Distance totale = 5 × 200 m = 1000 m. $v = 1000/50 = 20$ m/s. (Attention : aller ET retour = 200 m). Réponse : 20 m/s — option b.
Le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire. Pour un mouvement rectiligne, la direction du vecteur vitesse est :
- A. perpendiculaire à la trajectoire
- B. dans n'importe quelle direction
- C. parallèle à la trajectoire (la droite)
- D. verticale
Réponse
C. parallèle à la trajectoire (la droite) — Si la trajectoire est une droite, la tangente est la droite elle-même, donc le vecteur vitesse est parallèle à (dans la direction de) cette droite.
Pour calculer la vitesse instantanée en $M_2$ sur une chronophotographie, on utilise :
- A. $M_1M_2 / \tau$
- B. $M_2M_3 / \tau$
- C. $M_1M_3 / (2\tau)$
- D. $M_0M_2 / \tau$
Réponse
C. $M_1M_3 / (2\tau)$ — La méthode des points encadrants : $v_2 \approx M_1M_3/(2\tau)$.
Un mobile parcourt 250 m à 25 m/s. La durée du trajet est :
- A. 5 s
- B. 10 s
- C. 25 s
- D. 100 s
Réponse
B. 10 s — $\Delta t = d/v = 250/25 = 10$ s.
Sur une chronophotographie ($f = 4$ Hz), la durée entre $M_1$ et $M_5$ est :
- A. 0,25 s
- B. 0,5 s
- C. 1 s
- D. 4 s
Réponse
C. 1 s — $\tau = 0{,}25$ s ; 4 intervalles entre $M_1$ et $M_5$ : $4 \times 0{,}25 = 1$ s.
Le module (norme) du vecteur vitesse correspond à :
- A. la direction du mouvement
- B. le sens du mouvement
- C. la valeur numérique de la vitesse
- D. la masse du mobile
Réponse
C. la valeur numérique de la vitesse — Le module (norme) d'un vecteur vitesse est la valeur numérique (scalaire) de la vitesse.
36 km/h correspond à :
- A. 3,6 m/s
- B. 10 m/s
- C. 36 m/s
- D. 100 m/s
Réponse
B. 10 m/s — $36 / 3{,}6 = 10$ m/s.
Dans un mouvement rectiligne uniforme (MRU), la norme du vecteur vitesse :
- A. augmente
- B. diminue
- C. reste constante
- D. est nulle
Réponse
C. reste constante — MRU = trajectoire droite + vitesse constante (norme du vecteur vitesse constante).
Niveau difficile — 12 questions
Deux trains roulent dans le même sens à 120 km/h et 80 km/h. La vitesse du premier vue depuis le second est :
- A. 40 km/h
- B. 80 km/h
- C. 120 km/h
- D. 200 km/h
Réponse
A. 40 km/h — Quand les mobiles vont dans le même sens, on soustrait : $120 - 80 = 40$ km/h.
Dans un mouvement circulaire uniforme, quel élément du vecteur vitesse change ?
- A. Le module seulement
- B. La direction seulement
- C. Ni le module ni la direction
- D. Le module et la direction
Réponse
B. La direction seulement — Dans un MCU, le module est constant mais la direction change (le vecteur est toujours tangent au cercle, donc tourne).
Une balle lancée verticalement dans un train paraît verticale depuis le train, mais parabolique depuis le quai. Ceci illustre :
- A. la loi de la gravitation
- B. la relativité du mouvement
- C. la conservation de l'énergie
- D. la composition des vitesses
Réponse
B. la relativité du mouvement — La trajectoire dépend du référentiel choisi : c'est la relativité du mouvement.
Pour un MRUV (mouvement rectiligne uniformément varié accéléré), les distances entre points consécutifs sur la chronophotographie :
- A. sont égales
- B. diminuent régulièrement
- C. augmentent régulièrement
- D. sont aléatoires
Réponse
C. augmentent régulièrement — En MRUV accéléré, la vitesse augmente régulièrement, donc les distances entre points consécutifs augmentent de façon régulière.
Le vecteur vitesse d'un mobile en mouvement circulaire est :
- A. radial (vers le centre)
- B. tangent au cercle
- C. vertical
- D. horizontal
Réponse
B. tangent au cercle — Le vecteur vitesse est toujours tangent à la trajectoire. Pour un cercle, la tangente est perpendiculaire au rayon.
Sur une chronophotographie ($\tau = 0{,}2$ s), $M_3M_4 = 4$ cm et $M_4M_5 = 6$ cm. La vitesse en $M_4$ est :
- A. 0,25 m/s
- B. 0,5 m/s
- C. 0,75 m/s
- D. 1 m/s
Réponse
A. 0,25 m/s — $v_4 = M_3M_5/(2\tau) = (4+6)/(2 \times 0{,}2) \text{ cm/s} = 10/(0{,}4) = 25 \text{ cm/s} = 0{,}25$ m/s.
Un mobile effectue un mouvement rectiligne. Son vecteur vitesse à $t_1$ a le double du module de son vecteur vitesse à $t_0$. Que s'est-il passé ?
- A. Le mobile a changé de direction
- B. Le mobile a doublé sa vitesse
- C. Le mobile a ralenti de moitié
- D. Le mobile s'est arrêté
Réponse
B. Le mobile a doublé sa vitesse — Si le module du vecteur vitesse double, la vitesse scalaire a doublé.
Le référentiel héliocentrique est centré sur :
- A. La Terre
- B. La Lune
- C. Le Soleil
- D. Jupiter
Réponse
C. Le Soleil — Le référentiel héliocentrique est centré sur le Soleil (Hélios = Soleil en grec).
Pour un mouvement circulaire uniforme, les vecteurs vitesse successifs ont :
- A. même module, même direction, même sens
- B. même module, direction différente
- C. module différent, même direction
- D. module nul, direction quelconque
Réponse
B. même module, direction différente — En MCU : module constant, mais direction changeante (toujours tangente au cercle).
Un satellite fait le tour de la Terre en 90 min sur une orbite circulaire de 40 000 km de périmètre. Sa vitesse est :
- A. 400 m/s
- B. 444 m/s
- C. 740 m/s
- D. 7400 m/s
Réponse
D. 7400 m/s — $v = 40\,000\,000 \text{ m} / (90 \times 60 \text{ s}) = 40\,000\,000 / 5400 \approx 7400$ m/s.
Sur une chronophotographie ($\tau = 0{,}1$ s), les positions sont M0(0 cm), M1(3 cm), M2(6 cm), M3(9 cm). Le mouvement est :
- A. MRUV accéléré
- B. MRUV décéléré
- C. MRU (uniforme)
- D. circulaire uniforme
Réponse
C. MRU (uniforme) — Distances entre points : 3, 3, 3 cm — équidistants, donc MRU.
Pour décrire le mouvement d'une planète autour du Soleil, on choisit le référentiel :
- A. terrestre
- B. géocentrique
- C. héliocentrique
- D. de la planète
Réponse
C. héliocentrique — Le référentiel héliocentrique (centré sur le Soleil) est le plus adapté pour décrire le mouvement des planètes.
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