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Mouvement et vitesse

Sixième · Physique-Chimie · Matière, mouvement, énergie, information

Mouvement

Décrire un mouvement

Une voiture qui roule, un ballon qui vole, la Terre qui tourne… tout bouge autour de toi. Mais pour un physicien, dire qu'un objet "bouge" ne suffit pas : il faut préciser par rapport à quoi, décrire sa trajectoire et mesurer sa vitesse. Commençons par le début.

Tout dépend du point de vue

Voici l'idée la plus importante du chapitre : un même objet peut être en mouvement pour l'un et immobile pour l'autre. Tout dépend de l'objet de référence que l'on choisit. On appelle cela la relativité du mouvement.

La trajectoire

Quand un objet se déplace, il décrit une ligne dans l'espace : c'est sa trajectoire. Sa forme permet de classer le mouvement.

Type de mouvementForme de la trajectoireExemple
RectiligneUne ligne droiteUne bille qui roule sur une règle
CirculaireUn cercleUne nacelle de grande roue
CurviligneUne courbe quelconqueUn ballon de foot en cloche

Mouvement

Calculer et comparer des vitesses

Deux objets peuvent avoir la même trajectoire mais l'un va plus vite que l'autre. Pour comparer, on calcule la vitesse : elle indique la distance parcourue pendant une durée donnée.

Passer des m/s aux km/h. Les deux unités mesurent la même chose. Pour convertir : de m/s vers km/h, on multiplie par 3,6 ; de km/h vers m/s, on divise par 3,6.

Vitesse constante ou qui change

  • Mouvement uniforme : la vitesse ne change pas au cours du temps.
  • Mouvement accéléré : la vitesse augmente (une voiture qui démarre).
  • Mouvement ralenti (ou décéléré) : la vitesse diminue (une voiture qui freine).

Exercices corrigés

  1. Quelle formule permet de calculer une vitesse ?

    • A.vitesse = distance × durée
    • B.vitesse = durée / distance
    • C.vitesse = distance + durée
    • D.vitesse = distance / duréeBonne réponse

    Réponse : D — vitesse = distance / durée

    La vitesse est la distance parcourue divisée par la durée : v = distance / durée. Multiplier ou additionner n'aurait pas de sens, et diviser la durée par la distance donnerait l'inverse de la vitesse. Retiens bien l'ordre : distance EN HAUT, durée EN BAS.

  2. Une nacelle de grande roue décrit une trajectoire :

    • A.rectiligne
    • B.immobile
    • C.circulaireBonne réponse
    • D.en zigzag

    Réponse : C — circulaire

    La grande roue tourne : chaque nacelle décrit un cercle, donc une trajectoire circulaire. Elle n'est pas rectiligne (ce n'est pas une droite), ni immobile (elle bouge), ni en zigzag (le mouvement est régulier, en cercle).

  3. Un cycliste parcourt 100 m en 20 s. Quelle est sa vitesse ?

    • A.2000 m/s
    • B.5 m/sBonne réponse
    • C.0,2 m/s
    • D.120 m/s

    Réponse : B — 5 m/s

    On applique v = distance / durée = 100 / 20 = 5 m/s. Il parcourt donc 5 mètres chaque seconde. Répondre 2000 vient d'une multiplication (100 × 20), et 0,2 d'une division inversée (20 / 100). 120 correspond à une addition (100 + 20), qui n'a aucun sens ici.

  4. Une voiture parcourt 60 km en 2 h à allure régulière. Quelle est sa vitesse ?

    • A.30 km/hBonne réponse
    • B.120 km/h
    • C.62 km/h
    • D.58 km/h

    Réponse : A — 30 km/h

    v = distance / durée = 60 / 2 = 30 km/h. La distance est en kilomètres et la durée en heures, donc la vitesse est bien en km/h. Répondre 120 vient d'une multiplication (60 × 2), et 62 ou 58 d'une addition ou soustraction, qui ne conviennent pas pour une vitesse.

  5. Un objet se déplace à la vitesse constante de 10 m/s pendant 6 s. Quelle distance parcourt-il ?

    • A.1,7 m
    • B.16 m
    • C.60 mBonne réponse
    • D.600 m

    Réponse : C — 60 m

    À partir de v = d / t, on trouve la distance avec d = v × t = 10 × 6 = 60 m. Répondre 1,7 vient d'une division (10 / 6), 16 d'une addition (10 + 6), et 600 d'une multiplication par 10 en trop. En 6 secondes à 10 m/s, on parcourt bien 60 mètres.

  6. Une vitesse de 10 m/s correspond à :

    • A.2,8 km/h
    • B.36 km/hBonne réponse
    • C.13,6 km/h
    • D.10 km/h

    Réponse : B — 36 km/h

    Pour passer de m/s à km/h, on multiplie par 3,6 : 10 × 3,6 = 36 km/h. Répondre 2,8 vient d'une division (10 / 3,6), 13,6 d'une addition (10 + 3,6), et 10 km/h reviendrait à ne pas convertir du tout. 10 m/s, c'est donc bien 36 km/h.

  7. Un piéton marche à 4 m/s. Combien de temps met-il pour parcourir 100 m ?

    • A.400 s
    • B.104 s
    • C.25 sBonne réponse
    • D.0,04 s

    Réponse : C — 25 s

    À partir de v = d / t, on isole la durée : t = d / v = 100 / 4 = 25 s. Répondre 400 vient d'une multiplication (100 × 4), 104 d'une addition, et 0,04 d'une division inversée (4 / 100). Vérification : en 25 s à 4 m/s, on parcourt bien 4 × 25 = 100 m.

  8. Un train roule à 90 km/h. Quelle est sa vitesse en m/s ?

    • A.25 m/sBonne réponse
    • B.324 m/s
    • C.90 m/s
    • D.93,6 m/s

    Réponse : A — 25 m/s

    Pour passer de km/h à m/s, on divise par 3,6 : 90 / 3,6 = 25 m/s. Répondre 324 vient d'une multiplication par 3,6 (au lieu d'une division), 90 reviendrait à ne pas convertir, et 93,6 à additionner 3,6. 90 km/h correspond donc à 25 m/s.

  9. Une famille parcourt 150 km en 3 h de route (avec des arrêts). Quelle est sa vitesse moyenne ?

    • A.450 km/h
    • B.50 km/hBonne réponse
    • C.153 km/h
    • D.0,02 km/h

    Réponse : B — 50 km/h

    La vitesse moyenne se calcule sur tout le trajet : v = distance totale / durée totale = 150 / 3 = 50 km/h. Même s'il y a eu des arrêts, on divise simplement la distance par la durée totale. Répondre 450 (× 3) ou 153 (+ 3) ne correspond pas à la formule v = d / t.

  10. Un objet est en mouvement quand :

    • A.il est lourd
    • B.il fait du bruit
    • C.il change de position au cours du tempsBonne réponse
    • D.il est de grande taille

    Réponse : C — il change de position au cours du temps

    Un objet est en mouvement s'il change de position au cours du temps. Le poids, le bruit ou la taille n'ont rien à voir : un gros rocher immobile ne bouge pas, tandis qu'un petit grain de poussière emporté par le vent est bien en mouvement.

  11. Une trajectoire rectiligne est :

    • A.une ligne droiteBonne réponse
    • B.un cercle
    • C.une courbe en forme de vague
    • D.un point fixe

    Réponse : A — une ligne droite

    « Rectiligne » vient du mot « ligne droite » : la trajectoire est une droite, comme une bille qui roule le long d'une règle. Un cercle correspond à un mouvement circulaire, une courbe à un mouvement curviligne, et un point fixe signifie que l'objet est immobile.

  12. Quelle est une unité de vitesse ?

    • A.Le mètre (m)
    • B.Le mètre par seconde (m/s)Bonne réponse
    • C.La seconde (s)
    • D.Le kilogramme (kg)

    Réponse : B — Le mètre par seconde (m/s)

    La vitesse se mesure en mètre par seconde (m/s) ou en kilomètre par heure (km/h) : elle combine une distance et une durée. Le mètre seul mesure une distance, la seconde une durée et le kilogramme une masse : aucun de ces trois n'est une vitesse.

S'entraîner sur ce chapitre

Ce chapitre compte 36 exercices corrigés dans l'application, avec le suivi de ta progression.

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