Relativité du mouvement et choix du référentiel de Seconde
Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère
À retenir
• Un référentiel est un objet de référence muni d'un repère d'espace et d'une horloge. • La trajectoire et la vitesse d'un même point dépendent du référentiel choisi : le mouvement est relatif. • Référentiels usuels : terrestre (mouvements au sol), géocentrique (Lune, satellites), héliocentrique (planètes).
Le cours
1. Référentiel Un référentiel est un objet de référence, considéré comme fixe, auquel on associe un repère d'espace (une origine et des axes) et une horloge pour mesurer les dates. Décrire le mouvement d'un système, c'est donner sa trajectoire (ensemble des positions successives) et sa vitesse par rapport à ce référentiel. Un même mouvement n'a pas la même description dans deux référentiels différents : c'est la relativité du mouvement. 2. Référentiels usuels Terrestre (le sol, la salle de classe) : mouvements à la surface de la Terre (voiture, balle, skieur). Géocentrique (centre de la Terre et trois étoiles lointaines) : mouvement de la Lune et des satellites. Héliocentrique (centre du Soleil et trois étoiles lointaines) : mouvement des planètes. 3. Méthode : décrire un mouvement 1. Définir le système étudié (souvent réduit à un point). 2. Choisir le référentiel dans lequel le mouvement est le plus simple à décrire. 3. Décrire la trajectoire (rectiligne, circulaire, curviligne) et l'évolution de la vitesse (uniforme, accéléré, ralenti). Mini-exemple : un passager assis dans un bus qui roule à 15\ ms^-1 est immobile dans le référentiel du bus, mais en mouvement à 15\ ms^-1 dans le référentiel terrestre. 4. Attention Les mots « immobile », « rapide » ou « en ligne droite » n'ont aucun sens sans référentiel : un point de la roue d'un vélo décrit un cercle dans le référentiel du vélo, mais une courbe en arches (cycloïde) dans le référentiel terrestre.
Dans ce chapitre
- Relativité du mouvement et choix du référentiel de Seconde
- Vecteur déplacement et vitesse moyenne de Seconde
- Principe d'inertie (1ère loi de Newton) de Seconde
- Vecteur position dans un repère cartésien
- Définition du vecteur vitesse comme dérivée du vecteur position
- Tracé approché du vecteur vitesse sur une chronophotographie
- Définition du vecteur accélération comme dérivée de la vitesse
- Vecteur variation de vitesse Δv
- Lien entre accélération moyenne et variation de vitesse
- Deuxième loi de Newton sous forme approchée
- Mouvement rectiligne uniformément accéléré
- Mouvement circulaire uniforme : accélération centripète
- Chute libre à une dimension sans vitesse initiale
- Bilan : Synthèse et méthode sur Cinématique et deuxième loi de Newton