Décrire un mouvement : cours de physique-chimie 5e

Autour de toi, tout bouge : le bus qui arrive, le ballon qui rebondit, l'aiguille de l'horloge, la Terre elle-même. Pour étudier ces situations en physique, il faut d'abord un langage précis. Dire « ça va vite » ou « ça tourne » ne suffit pas : deux personnes peuvent comprendre des choses très différentes.

Le programme du cycle 4 demande de caractériser un mouvement ². Caractériser, c'est donner des informations qui permettent à quelqu'un d'autre de se représenter exactement ce qui se passe, sans avoir vu la scène.

Dans ce cours, tu vas apprendre à :

• reconnaître si un objet est en mouvement ou au repos ;
• choisir et nommer un point de référence ;
• décrire une trajectoire ;
• distinguer un mouvement dont la vitesse reste la même d'un mouvement dont la vitesse change.

Ces notions préparent les chapitres sur la trajectoire et la vitesse, puis sur les mouvements uniformes et non uniformes.

Dans la vie courante, on dit qu'un objet bouge quand il se déplace. En physique, on ajoute une précision indispensable : bouger par rapport à quoi ? Sans point de référence, la phrase « le train est en mouvement » n'a pas de sens complet.

Le choix du point de référence change la description. Il n'est pas « bon » ou « mauvais » : il est simplement adapté, ou non, à ce qu'on veut étudier. On choisit souvent un élément fixe par rapport au sol, comme un arbre, un bâtiment ou un panneau, car c'est ce que nous voyons spontanément.

La trajectoire dépend elle aussi du point de référence. Pour décrire sa forme, on utilise des mots simples :

• droite : l'objet avance sans tourner (une voiture sur une route rectiligne, une pierre lâchée sans élan) ;
• cercle : l'objet reste à la même distance d'un centre (la pointe de l'aiguille d'une horloge, un cheval de manège vu d'en haut) ;
• courbe quelconque : ni droite ni cercle (un skieur sur une piste sinueuse, un ballon lancé en l'air).

Pour décrire un mouvement, il ne suffit pas de savoir où va l'objet : il faut aussi savoir s'il se comporte toujours pareil. Au cycle 4, on apprend à repérer les mouvements dont la vitesse reste la même et ceux où elle évolue, soit parce que sa valeur change, soit parce que sa direction change ². La vitesse dit si un objet se déplace vite ou lentement. Sa valeur est un nombre suivi d'une unité, par exemple en kilomètres par heure. Sa direction est celle vers laquelle l'objet avance à cet instant.

Pour comparer deux mouvements, on peut calculer une vitesse moyenne : on divise la distance parcourue par la durée du trajet.

$v = \frac{d}{t}$

Avec $d$ en kilomètres et $t$ en heures, on obtient $v$ en kilomètres par heure (km/h). Avec $d$ en mètres et $t$ en secondes, on obtient des mètres par seconde (m/s).

Le mot « moyenne » est important : si le mouvement est non uniforme, la vitesse réelle change à chaque instant, et ce calcul donne seulement une valeur globale sur tout le trajet.