Caractériser un mouvement

Intuitivement, on observe un mouvement dès lors qu’un objet se déplace, c’est-à-dire qu’il passe d’une position à une autre dans un laps de temps donné et dans un référentiel donné.

Trajectoire

Un objet peut suivre une trajectoire rectiligne, comme un train arrivant en gare. On parle alors d’un mouvement rectiligne.

Un objet peut aussi suivre une trajectoire circulaire, comme celle de la Terre autour du Soleil. On parle alors d’un mouvement circulaire.

Il peut également suivre une trajectoire aléatoire.

Vitesse

Si la vitesse est constante, on dit que le mouvement est uniforme. Si la vitesse augmente, le mouvement est accéléré. Si la vitesse diminue, le mouvement est ralenti.

Un objet qui suit une trajectoire donnée (la direction), la parcourt dans un sens, plus ou moins vite.

On peut donc associer à la vitesse une direction, un sens et une valeur.

Pour rendre compte de la rapidité d’un objet, on définit la vitesse v de l’objet qui parcourt une distance d pendant un laps de temps t : $v=\frac{d}{t}$

L’unité légale de vitesse est le mètre par seconde (m/s). On utilise souvent une autre unité, le kilomètre par heure (km/h). Pour passer des m/s aux km/h, il faut convertir les données avant de calculer la vitesse.

Exemple : Une vitesse de 25 m/s équivaut à une vitesse de $v=\dfrac{\dfrac{25}{1000}}{\dfrac{1}{3600}}=90 \mathrm{~km} / \mathrm{h}$

Pour qualifier un mouvement, nous pouvons étudier une chronophotographie. Il s’agit de marquer les positions d’un mobile à intervalles de temps régulier.

Chronophotographie

• La forme de la figure obtenue indique la trajectoire (rectiligne, circulaire ou variable)
• L’espacement des points indique le profil de vitesse :
  
  • Si les points sont toujours espacés de la même manière, le mouvement est uniforme
  • Si les points s’éloignent, le mouvement est accéléré
  • Si les points se rapprochent, le mouvement est ralenti
    

Pour un voyageur sur le quai d’une gare regardant partir un train, le train se déplace alors que lui est immobile.

Pour un voyageur assis dans le même train regardant l’autre voyageur sur le quai de la gare, celui-ci se déplace alors que c’est lui qui est immobile.

Cette situation reflète la relativité du mouvement : le mouvement dépend du référentiel choisi.