Décrire et caractériser un mouvement, notion de vitesse
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 — Vocabulaire et définitions
1. Référentiel : Le référentiel est l'objet (ou ensemble d'objets) par rapport auquel on observe et décrit le mouvement d'un autre objet. Exemple : le sol (référentiel terrestre) permet de décrire le mouvement d'une voiture sur une route.
2. Trajectoire : La trajectoire est l'ensemble des positions successives occupées par un objet au cours de son mouvement. Elle peut être une droite, un cercle, une courbe, etc.
3. MRU vs MRNU :
Exercice 2 — Conversions d'unités
1. 54 km/h → m/s :
Pour convertir km/h en m/s, on divise par 3,6.
54 ÷ 3,6 = 15 m/s
2. 12 m/s → km/h :
Pour convertir m/s en km/h, on multiplie par 3,6.
12 × 3,6 = 43,2 km/h
3. 2 h 15 min → secondes :
2 h = 2 × 3 600 = 7 200 s
15 min = 15 × 60 = 900 s
Total : 7 200 + 900 = 8 100 s
4. 3 600 m → km :
1 km = 1 000 m, donc on divise par 1 000.
3 600 ÷ 1 000 = 3,6 km
Exercice 3 — Calcul de vitesse
1. 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 (en s).
2. Vitesse du nageur en m/s :
Conversion de la durée : 2 min 40 s = 2 × 60 + 40 = 120 + 40 = 160 s
Application de la formule :
v = d / t = 200 / 160 = 1,25 m/s
3. Conversion en km/h :
v = 1,25 × 3,6 = 4,5 km/h
4. Distance en 10 min :
Conversion : 10 min = 10 × 60 = 600 s
d = v × t = 1,25 × 600 = 750 m
Exercice 4 — Problème de trajet
1. Distance parcourue à 30 m/s en 4 min :
Conversion de la durée : 4 min = 4 × 60 = 240 s
On utilise la formule : d = v × t
d = 30 × 240 = 7 200 m (soit 7,2 km)
2. Vitesse moyenne sur les 300 derniers mètres (bretelle de sortie) :
Données : d = 300 m, t = 12 s
On utilise la formule : v = d / t
v = 300 / 12 = 25 m/s
Exercice 5 — Analyse de mouvement
1. Description du mouvement de l'enfant dans le manège :
L'enfant tourne en rond autour du centre du manège. Sa trajectoire est un cercle. Comme le manège tourne à vitesse constante, son mouvement est circulaire uniforme.
2. Le mouvement est-il uniforme ?
Oui, le mouvement est uniforme, car la vitesse reste constante à 3 m/s tout au long du trajet : l'enfant parcourt la même distance en chaque intervalle de temps égal.
3. Ce mouvement est-il rectiligne ?
Non, le mouvement n'est pas rectiligne, car la trajectoire est un cercle (et non une droite). Il s'agit d'un mouvement circulaire : l'enfant change constamment de direction même si sa vitesse reste constante.
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