À propos de cette page
Ce cours de physique en sixième sur « Mouvements et vitesse » suit le programme officiel de physique de sixième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Qu'est-ce qu'un mouvement ?, La notion de référentiel, La trajectoire d'un objet, Les types de mouvements. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de sixième à réussir en physique.
Au programme
1 · Qu'est-ce qu'un mouvement ?
2 · La notion de référentiel
3 · La trajectoire d'un objet
4 · Les types de mouvements
5 · La vitesse — définition et formule
6 · Les unités de vitesse et conversions
7 · Vitesse moyenne et vitesse instantanée
8 · Exemples de vitesses dans la vie courante
1Qu'est-ce qu'un mouvement ?
Un objet est en mouvement lorsque sa position change au cours du temps par rapport à un autre objet ou à un observateur. Si sa position ne change pas, l'objet est dit au repos.
Définition. Un objet est en mouvement si, et seulement si, sa position varie dans le temps par rapport à un point de référence choisi.
Le mouvement n'est donc pas une propriété absolue de l'objet : il dépend toujours d'un observateur.
Exemple. Un passager assis dans un train est en mouvement par rapport à un piéton sur le quai, mais il est au repos par rapport à un autre passager assis à côté de lui dans le même train.
2La notion de référentiel
Pour décrire un mouvement, il faut toujours préciser par rapport à quel objet (ou point) on se place. Cet objet de référence constitue le référentiel.
Définition. Le référentiel est l'objet (ou ensemble d'objets) par rapport auquel on décrit le mouvement d'un autre objet.
En sciences physiques au collège, on utilise principalement :
- Le référentiel terrestre : le sol, la Terre (pour les objets qui se déplacent à sa surface).
- Le référentiel géocentrique : le centre de la Terre (pour les satellites et la Lune).
Astuce. Avant tout calcul ou description, demande-toi toujours : « Par rapport à quoi est-ce que j'observe le mouvement ? »
Attention ! Un même objet peut être en mouvement dans un référentiel et au repos dans un autre. Il n'existe pas de référentiel « absolu ».
3La trajectoire d'un objet
Lorsqu'un objet se déplace, il passe par une suite de positions successives. L'ensemble de ces positions forme la trajectoire.
Définition. La trajectoire est l'ensemble des positions successives occupées par un objet au cours de son mouvement, dans un référentiel donné.
La trajectoire peut prendre différentes formes :
- Droite : voiture sur une route droite.
- Courbe : balle lancée en l'air (parabole).
- Cercle : cabine de grande roue.
Exemple. La Lune décrit approximativement une trajectoire circulaire autour de la Terre dans le référentiel géocentrique.
Astuce. Pour tracer une trajectoire, on relève les positions de l'objet à intervalles de temps réguliers et on les relie dans l'ordre.
4Les types de mouvements
On caractérise un mouvement selon deux critères : la forme de la trajectoire et la variation de la vitesse.
| Type de trajectoire | Vitesse constante | Vitesse variable |
|---|
| Droite | Mouvement rectiligne uniforme (MRU) | Mouvement rectiligne non uniforme |
| Cercle | Mouvement circulaire uniforme (MCU) | Mouvement circulaire non uniforme |
| Courbe quelconque | Mouvement curviligne |
Mouvement rectiligne uniforme (MRU). La trajectoire est une droite et la vitesse ne change pas au cours du temps.
Mouvement rectiligne non uniforme. La trajectoire est une droite mais la vitesse augmente (accéléré) ou diminue (décéléré).
Exemple. Une bille qui roule sur une table horizontale sans friction effectue un mouvement rectiligne uniforme. Une voiture qui freine effectue un mouvement rectiligne décéléré.
5La vitesse — définition et formule
La vitesse caractérise la rapidité du mouvement d'un objet. Plus un objet est rapide, plus il parcourt une grande distance en un temps donné.
Formule de la vitesse moyenne.
v = d / t
où v est la vitesse (en m/s), d est la distance parcourue (en m), t est la durée du parcours (en s).
On peut en déduire les formules dérivées :
- Distance : d = v × t
- Durée : t = d / v
Exemple. Un cycliste parcourt 1 800 m en 6 min = 360 s. Sa vitesse moyenne est :
v = 1 800 / 360 = 5 m/s.
Astuce. Avant d'appliquer la formule, vérifie que la distance est en mètres et le temps en secondes. Convertis si nécessaire.
6Les unités de vitesse et conversions
L'unité officielle (SI) de la vitesse est le mètre par seconde (m/s). En pratique, on utilise aussi le kilomètre par heure (km/h), notamment pour les transports.
Conversions.
• Pour convertir km/h en m/s : on divise par 3,6.
• Pour convertir m/s en km/h : on multiplie par 3,6.
| Vitesse en km/h | Vitesse en m/s |
|---|
| 36 km/h | 10 m/s |
| 72 km/h | 20 m/s |
| 90 km/h | 25 m/s |
| 130 km/h | ≈ 36,1 m/s |
Attention ! Ne jamais mélanger les unités dans un calcul. 1 km = 1 000 m ; 1 h = 3 600 s.
Exemple. Une voiture roule à 90 km/h. En m/s : 90 ÷ 3,6 = 25 m/s.
7Vitesse moyenne et vitesse instantanée
Il faut distinguer deux notions de vitesse :
Vitesse moyenne. Elle est calculée sur l'ensemble d'un trajet : vmoy = dtotale / ttotal. Elle ne reflète pas les variations de vitesse en cours de route.
Vitesse instantanée. C'est la vitesse de l'objet à un instant précis. C'est ce qu'indique le compteur de vitesse d'une voiture.
Pour un mouvement uniforme, vitesse moyenne = vitesse instantanée (elle reste constante). Pour un mouvement non uniforme, elles diffèrent.
Exemple. Un coureur fait 10 km en 50 min. Sa vitesse moyenne est 10 000 / 3 000 ≈ 3,3 m/s. Pourtant, à certains moments il courait plus vite, à d'autres il ralentissait : c'est la vitesse instantanée qui variait.
8Exemples de vitesses dans la vie courante
Pour mieux comprendre les ordres de grandeur, voici quelques exemples de vitesses courantes :
| Objet / être vivant | Vitesse approx. (km/h) | Vitesse approx. (m/s) |
|---|
| Piéton qui marche | 5 km/h | ≈ 1,4 m/s |
| Cycliste | 20 km/h | ≈ 5,6 m/s |
| Guépard (max.) | 110 km/h | ≈ 30,6 m/s |
| TGV (vitesse croisière) | 300 km/h | ≈ 83 m/s |
| Avion de ligne | 900 km/h | 250 m/s |
| Son dans l'air (20 °C) | ≈ 1 235 km/h | ≈ 343 m/s |
Astuce. Retenir que la vitesse du son est d'environ 340 m/s (soit ≈ 1 200 km/h) est un repère utile pour les problèmes de physique.
★À retenir
À retenir :
• Un objet est en mouvement si sa position change par rapport à un référentiel.
• La trajectoire est l'ensemble des positions successives de l'objet.
• Mouvement rectiligne = trajectoire droite ; mouvement circulaire = trajectoire circulaire.
• Formule : v = d / t (vitesse en m/s, distance en m, durée en s).
• Conversion : km/h → m/s : diviser par 3,6 ; m/s → km/h : multiplier par 3,6.
• Vitesse moyenne : sur tout le trajet ; vitesse instantanée : à un instant précis.