Découvrir le mouvement
Tu as vu ça, c’est impressionnant ce qu’elle fait sur la glace. Oui, elle arrive à avoir un mouvement circulaire sur une jambe. Trop bien, eh, mais attends, c’est quoi un mouvement circulaire ? Eh bien, parlons en ensemble.
Quand un objet, une personne ou un animal se déplace, on dit qu’il est en mouvement. Sur ces images, on voit par exemple un skieur en mouvement. Il saute. Mais comme ça, je ne peux pas voir sa trajectoire. C’est quoi une trajectoire ? La trajectoire, c’est l’ensemble des points par lesquels passe un objet au cours du temps lors de son déplacement.
C’est quoi le mouvement et la trajectoire ?
Évidemment, dit comme ça, ça paraît un peu compliqué. Alors je te montre un exemple. Ici on voit dans la neige que la trajectoire du skieur c’est ça : une ligne droite.
Si je veux voir une trajectoire, il faut par exemple que l’objet en mouvement laisse une trace, comme ici avec les trajectoires de différents skieurs.
Pareil pour cet avion, qui laisse une trace dans le ciel, on peut donc voir sa trajectoire,
ou encore ce bateau.
On peut aussi prendre plein de photos à la suite pour voir une trajectoire. Regarde cette balle, c’est toujours la même balle, mais à différents moments.
Les différents types de trajectoires
Je te propose trois types de trajectoires : les trajectoires rectilignes qui vont tout droit comme ici avec l’avion.
Les trajectoires circulaires qui forment un cercle ou un arc de cercle,
ou des trajectoires quelconques qui ne sont ni rectilignes ni circulaires.
Le mouvement et le point de vue de l’observateur
Passons à autre chose. Regarde cette vidéo toi derrière ton écran, que vois-tu ? Je vois un train qui bouge, qui va très vite.
Très bien, et si je vais dans le train, est-ce que je vois encore le train qui bouge ? Euh ben non. Qu’est-ce qui bouge alors ? Je ne sais pas, les arbres dehors, les paysages. Exactement, le mouvement dépend de la position de celui qui observe. Quand je suis à l’extérieur du train, je vois le train en mouvement, mais plus quand je suis à l’intérieur.
C’est pareil avec les manèges, si tu es à côté d’un manège et que tu l’observes, il bouge.
Si tu es sur le manège, c’est le reste du monde qui bouge.
Maintenant, regarde cette vidéo, que vois-tu ? Des voitures. D’accord, mais que peux-tu me dire sur leurs vitesses ? Je te montre à nouveau la vidéo. Il y en a une qui va plus vite que l’autre. Exactement, elles n’ont pas la même vitesse.
On peut donc décrire un mouvement par sa vitesse, par exemple ici, il y a des cyclistes qui vont plus ou moins vite.
Le mouvement et la vitesse
La vitesse peut se mesurer en kilomètres par heure ou km/heure. Ça veut dire le nombre de kilomètres effectués en une heure. On utilise par exemple les km/h pour mesurer la vitesse d’une voiture.
Sur l’autoroute, quand une voiture va à 110 kilomètres par heure, ça veut dire que si je chronomètre une heure et que la vitesse de la voiture ne change pas, elle aura fait 110 km.
On peut aussi mesurer la vitesse en mètre par seconde ou mètre/seconde, afin de savoir combien de mètres aura fait un objet en une seconde. Par exemple, un avion de ligne va généralement à 250 mètres par seconde. Ça veut dire que si j’attends une seconde, l’avion sera 250 m. Mais ça va super vite, 1 2 3 4, l’avion a déjà fait 1000 m.
Ce n’est pas le plus fou si tu attends une seconde, tu sais où sera la lumière ? Attends en une seconde, la lumière elle sera au moins 5000 m. Oui et le reste ! Chaque seconde, la lumière fait 300 millions de mètres. Tu te rends compte. 1 2 3 secondes et la lumière a presque fait un milliard de mètres.
Le calcul de la vitesse
Mais comment est-ce que je calcule une vitesse ? Eh bien, disons que je démarre un chronomètre. J’attends une heure et pendant ce temps tu fais une heure de vélo. À la fin de l’heure, tu t’arrêtes, on mesure quelle distance tu as parcourue et voilà. Tu as fait 20 km, ça veut dire que tu es allé en moyenne à 20 kilomètres par heure, 20 km/h. La vitesse est égale à la distance/le temps mais ça, on n’en parlera plus tard.
La vitesse n’est pas toujours la même, elle varie, elle change quand tu accélères ou que tu décélères. Décélérer, ça veut dire ralentir.
Quand tu montes en voiture, par exemple, la voiture commence par accélérer. Ensuite, il y a un feu rouge alors il faut de nouveau décélérer puis on accélère de nouveau puis on décélère, etc.
Résumé le mouvement
Je récapitule les trois manières pour décrire un mouvement. En fonction de la position de l’observateur, de celui qui observe, on ne décrit pas le mouvement de la même manière. Si on regarde un manège, le manège bouge très vite, alors que si on est dans le manège, c’est le reste du monde qui bouge. On ne voit pas le manège bouger. Le mouvement d’un objet peut être en ligne droite, il est donc rectiligne. S’il est en cercle ou en arc de cercle, le mouvement est circulaire. Enfin, un mouvement est caractérisé par une vitesse.
Elle se calcule en mesurant la distance parcourue et le temps qui a été mis pour faire ce parcours. L’unité de mesure de la valeur de la vitesse est le kilomètre-heure (km/h) ou le mètre seconde (m/s). La vitesse peut être constante, rester là même, ou il peut y avoir des accélérations et des décélérations.