Mouvement : trajectoire et vitesse — Exercices

Identifier, décrire, raisonner. Corrigé en fin de fiche.

⏱ ~20 min✎ Sans calculatrice

1Identifier la trajectoire/ 4 pts

Pour chaque situation, indique le type de trajectoire : rectiligne, circulaire ou curviligne.

Une fourmi qui avance en ligne droite sur le bord d'une règle.
Un cheval sur un manège qui tourne autour d'un axe central.
Une balle de tennis frappée qui décrit une courbe dans l'air.
Une cabine de téléphérique qui monte le long d'un câble tendu droit.

2Caractériser la vitesse/ 3 pts

Indique si le mouvement est uniforme, accéléré ou ralenti. Justifie en une phrase.

Un nageur plonge et gagne de la vitesse dans l'eau.
Un patineur glisse sans pousser et ralentit progressivement.
Un télésiège avance à vitesse constante tout au long de la montée.

3Référentiel et repos/ 3 pts

Emma est assise dans un bus en marche. Un livre est posé sur la tablette devant elle.

Emma est-elle en mouvement par rapport au sol ? Justifie.
Emma est-elle en mouvement par rapport au siège du bus ? Justifie.
Le livre est-il en mouvement par rapport au chauffeur du bus ? Justifie.

4Décrire un mouvement complet/ 4 pts

Pour chaque situation, précise le référentiel choisi, le type de trajectoire et le type de vitesse.

Une voiture freine et s'arrête devant un feu rouge sur une route droite.
Un enfant sur une balançoire part du repos, descend en arc de cercle et remonte de l'autre côté.

5Le cycliste sur la piste/ 4 pts

Un cycliste roule sur une piste circulaire. Il part de l'arrêt et accélère pendant quelques secondes (phase 1), puis maintient une allure régulière (phase 2), avant de freiner pour s'arrêter (phase 3).

Décris la trajectoire et la vitesse lors de la phase 1.
Décris la trajectoire et la vitesse lors de la phase 2.
Décris la trajectoire et la vitesse lors de la phase 3.
Quelle est la trajectoire globale du cycliste sur l'ensemble du parcours ?

Corrigé détaillé

1Identifier la trajectoire

a) \(La fourmi avance en ligne droite :\) \(Trajectoire rectiligne.\)

b) \(Le cheval décrit un cercle autour de l'axe du manège :\) \(Trajectoire circulaire.\)

c) \(La balle décrit une courbe dans l'air, ni droite ni cercle :\) \(Trajectoire curviligne.\)

d) \(Le câble est tendu droit, la cabine le suit :\) \(Trajectoire rectiligne.\)

2Caractériser la vitesse

a) \(Le nageur gagne de la vitesse après le plongeon :\) \(Mouvement accéléré.\)

b) \(Le patineur ralentit progressivement sans pousser :\) \(Mouvement ralenti.\)

c) \(Le télésiège avance à vitesse constante :\) \(Mouvement uniforme.\)

3Référentiel et repos

a) \(Emma avance avec le bus ; sa position par rapport au sol change :\) \(Emma est en mouvement par rapport au sol.\)

b) \(Emma ne bouge pas par rapport au siège ; leur position relative ne change pas :\) \(Emma est au repos par rapport au siège du bus.\)

c) \(Le livre et le chauffeur sont tous deux dans le bus ; leur position relative ne change pas :\) \(Le livre est au repos par rapport au chauffeur du bus.\)

4Décrire un mouvement complet

a) \(Référentiel : le sol. Route droite → trajectoire rectiligne. La voiture freine → vitesse diminue :\) \(Mouvement rectiligne ralenti.\)

b) \(Référentiel : le sol. La balançoire décrit un arc de cercle → trajectoire circulaire. L'enfant accélère en descendant puis ralentit en remontant :\) \(Trajectoire circulaire. Mouvement accéléré à la descente, puis ralenti à la remontée.\)

5Le cycliste sur la piste

Phase 1 \(Piste circulaire + le cycliste part de l'arrêt et gagne de la vitesse :\) \(Trajectoire circulaire, mouvement accéléré.\)

Phase 2 \(Piste circulaire + allure régulière et constante :\) \(Trajectoire circulaire, mouvement uniforme.\)

Phase 3 \(Piste circulaire + le cycliste freine et perd de la vitesse :\) \(Trajectoire circulaire, mouvement ralenti.\)

Trajectoire globale \(À toutes les phases, le cycliste suit la même piste circulaire :\) \(La trajectoire globale est circulaire.\)