(Lorsque Lhomme observe Le cieL)

Savoir son cours

QCM :

Dans le rfrentiel hliocentrique, les

plantes du systme solaire sont en mouvement fixes

certaines fixes et

dautres en mouvement

Dans le rfrentiel hliocentrique, la Terre tourne autour du Soleil est fixe par rapport au

Soleil

tourne autour de la

Lune

Un enfant qui court sur un stade est en mouvement par

rapport au Soleil

fixe par rapport au

Soleil

en mouvement par

rapport la Terre

Dans le rfrentiel gocentrique, la Terre est immobile le Soleil est immobile les toiles sont

immobiles

Pour tudier le mouvement de la Lune

autour de la Terre, il faut utiliser un rfrentiel terrestre

le rfrentiel

gocentrique

le rfrentiel

hliocentrique

Les trajectoires de la Terre et de la lune

sont reprsentes ci-dessous :

Dans quel rfrentiel ont-elles t

reprsentes

un rfrentiel terrestre le rfrentiel

gocentrique

le rfrentiel

hliocentrique

Oscar se tient debout sur un skate qui

roule vitesse constante selon une

trajectoire rectiligne parallle au trottoir

Dans le rfrentiel du

skate, la trajectoire

dOscar est une droite.

Dans le rfrentiel du

skate, la trajectoire

dOscar est un point.

Dans le rfrentiel du

trottoir, la trajectoire

dOscar est une droite.

Lesquels des solides suivants peuvent

servir de solide de rfrence dans le cas

dun rfrentiel terrestre

un ballon de foot en

mouvement aprs un

coup franc

un spectateur immobile

dans les gradins

une boule de billard

qui roule le long de la

table

Un. 6 Relativit du mouvement - exercices

Lunivers selon Thals

Le satellite Mtosat est

gostationnaire. Il tourne

autour de la Terre dans le

plan de lquateur. Lors

de sa rotation, il reste la

verticale dun mme

point E de lquateur.

a) Quel est la trajectoire du satellite dans le

rfrentiel terrestre ? Un point fixe.

b) Quel est la trajectoire du satellite dans le

rfrentiel gocentrique ? Un cercle.

Satellite gostationnaire :

Au IVe sicle avant J.C.,

Thals, mathmaticien et

astronome grec, pense

que la Terre est immobile

et flotte sur leau. Les

toiles sont fixes sur une

sphre rigide qui tourne

autour de la Terre.

Dans quel rfrentiel Thals se plaait-il pour

dcrire un tel modle ? Un rfrentiel terrestre.

A bord dune voiture

Dans quel rfrentiel peut-on dire que :

la terre est immobile ? Un rfrentiel terrestre.

la terre tourne autour de laxe de ses ples ?

Un rfrentiel gocentrique.

la terre tourne autour du Soleil ? Un rfrentiel

hliocentrique.

Sur Terre

Une voiture circule 80 km/h sur une route de

campagne.

a) Dans quel rfrentiel se place-t-on pour

laffirmer ? Un rfrentiel terrestre (un objet

fixe au bord de la route).

b) Prcisez dans quel(s) rfrentiel(s) :

un sige de la voiture est immobile : le

rfrentiel de la voiture.

un sige de la voiture est en mouvement :

le rfrentiel de la route, ou de la roue de la

voiture.

la valve dun des pneus est immobile : le

rfrentiel de la roue.

la valve dun des pneus est en

mouvement : le rfrentiel de la voiture ou

celui de la route.

un arbre sur le bord de la route est

immobile : le rfrentiel de la route.

un arbre sur le bord de la route est en

mouvement : le rfrentiel de la voiture ou

de la roue.

Utiliser ses connaissances

Changer dunits : Tapis roulants :

Sche linge :

Convertir en m.s-1 les vitesses suivantes :

Si on parcourt 50 km en 1h, on parcourt 50 1000 m en

1h. Or 1h = 60 60 s = 3600 s.

En 1s on parcourt 3600 fois moins de distance quen 1h.

Ainsi, on parcourt 50 1000 / 3600 m en 1s,

soit 50 3,6 m/s.

km/h m/s

50 km/h = 13,9 m/s

90 km/h = 25 m/s

110 km/h = 30,6 m/s

130 km/h = 36,1 m/s

Convertir en km/h les vitesses suivantes :

1h = 60 60 s = 3600 s.

En 1h on parcourt 3600 fois plus de distance quen 1s.

Ainsi, si le son parcourt 330 m en 1s, il parcourt 330

3600 m en 1h. Soit, 1 188 000 m en 1h.

Mais 1m est 1000 fois plus petit qu1 km. Donc pour

passer des m aux km, il faut diviser par 1000.

Ainsi, on parcourt 20 1s.

Ainsi, si le son parcourt 330 m en 1s, il parcourt 330

3600/1000 km, soit 330 3,6 km = 1 188 km en 1 h.

m/s km/h

vitesse du son dans lair : 330 m.s-1= 1 188k m/h.

vitesse de la lumire dans le vide : 300.103 km.s-1

= 300.106 3,6 k m/h = 1 088.106 k m/h.

vitesse du centre de la Terre sur son orbite

autour du Soleil : 30 km.s-1= 30.103 3,6 k m/h =

1 08 800 k m/h.

vitesse du centre de la Lune sur son orbite

autour de la Terre : 1,0 km.s-1= 1.103 3,6 k m/h =

3,6.103 k m/h = 3600 km/s.

Un hlicoptre dcolle et slve verticalement

au-dessus du sol vitesse constante. Le

systme est un point M situ lextrmit

dune pale.

a) Quelle est la trajectoire du point M dans un

rfrentiel li cette pale ? Un point fixe.

b) Quelle est la trajectoire du point M dans un

rfrentiel li lhabitacle de lhlicoptre ?

Un cercle.

c) Quelle est la trajectoire du point M dans un

rfrentiel terrestre ? Une hlice (comme un

tire-bouchon).

Dans un couloir de mtro, des tapis roulants

horizontaux transportent les voyageurs. Deux

tapis A et B, parallles, vont dans le mme sens

avec la mme vitesse v par rapport au sol.

Deux passagers Anselme et Boniface montent

en mme temps sur les tapis : Anselme sur le

tapis A et Boniface sur le B. Ils ne marchent pas

sur les tapis.

Que verra Anselme sil regarde Boniface ? Que

verra-t-il sil regarde le mur ? Il verra Boniface

immobile et verra le mur avancer vers lui la

vitesse v.

Mmes questions si les tapis vont en sens

inverse. Il verra Boniface avancer vers lui la

vitesse 2v et verra le mur avancer vers lui la

vitesse v.

3,6

3,6

Une mouche sur une horloge

Vitesse lquateur :

La trotteuse dune horloge de gare met 60s pour

faire un tour. Une mouche marche le long de

cette aiguille de 45 cm de long raison de 1 mm

par seconde. Elle part du centre de lhorloge et se

dirige vers lextrmit de laiguille. On cherche

dcrire le mouvement de la mouche.

a) Sur une feuille tracer un cercle de 4,5 cm de

rayon reprsentant le cadran de lhorloge.

Faites-y figurer les 12 heures.

b) Placer la position de la mouche toutes les 5s.

c) Relier les points pour tracer la trajectoire de la

mouche dans le rfrentiel du cadran.

d) A quoi correspond le trait rouge trac sur

laiguille ? La trajectoire de la mouche dans le

rfrentiel de laiguille.

Engrenages :

On analyse le mouvement de deux pastilles A

et B colle sur deux roues dengrenages. Les

points reprsentent les diffrentes positions

des pastilles aux instants t0, t1, t6.

a) Quelles sont les trajectoires des deux

pastilles dans le rfrentiel terrestre ? 2

cercles.

b) Construire la trajectoire de la pastille B

dans un rfrentiel li la pastille A.

Conclure. B se dplace sur une droite dans le

rfrentiel li A. La trajectoire dpend bien du

rfrentiel choisi.

Dans le rfrentiel

gocentrique, la Terre

tourne autour de laxe

polaire en 24h environ.

Le diamtre de la Terre

est de 12 756 km.

a) Quel est le mouvement dun point E de

lquateur dans ce rfrentiel ? Un cercle de

diamtre 12 756 km.

b) Quelle est la vitesse du point E dans le

rfrentiel gocentrique ?

Le point E parcourt 12 756 km en 24 h

Soit : 12 756/ 24 = 531,5 km / h.

c) Quelle est la vitesse du point E dans un

rfrentiel terrestre ? Elle est nulle.

d) Le rfrentiel choisi a-t-il une influence

sur la vitesse ? Oui, car dans un rfrentiel

terrestre E a une vitesse nulle alors que dans le

rfrentiel gocentrique, E va 531,5 km/h.

Le bonus : construction de la trajectoire de la valve dune roue dans le rfrentiel de la route :