Tony Leparoux, professeur de physique-chimie
Chapitre 1 : Mouvement dans le sport
1/ Mouvement dans le sport.
Choix du système étudié.
On choisit dans un premier temps, l’objet dont on veut étudier le mouvement et on le réduit à un point : Cette action s’appelle modéliser l’objet par un point.
Exemples : un cycliste, un bobsleigh, le ballon d’une gymnaste, un sprinteur, balle, livre, oiseau, planète.
Le point le plus souvent choisi pour la modélisation est le centre d’inertie (centre des masses) G qui a la trajectoire la plus simple.
Choix du référentiel d’étude.
Tout solide servant de référence pour étudier le mouvement d’un système est appelé référentiel. Ce solide est considéré comme fixe pour cette étude.
Le référentiel Terrestre que l’on utilise pour les mouvements à la surface de la Terre. Tous les solides fixes à la surface de la Terre peuvent servir de référentiel terrestre.
Avant toute étude, il faut préciser le référentiel d’étude.
On associe un repère d’espace lié à ce référentiel Terrestre et un système de mesure de durées (chronomètre).
- Le plus souvent on choisit le repère d’espace qui permet de simplifier l’étude du mouvement du système choisi.
Autres référentiels :
Référentiel de Copernic (ou héliocentrique) : le solide de référence est le centre de masse du soleil.
Référentiel géocentrique : le solide de référence est le centre de masse de la Terre.
La relativité du mouvement.
Exemple : Course cycliste : le Tour de France.
Un photographe a réalisé deux photographies d’une course avec le même appareil et les mêmes réglages.
Dans un cas, il suit les coureurs avec une moto à la même vitesse v.
Dans l’autre cas, il et immobile sur le trottoir.
À quelle situation correspond chacune des photos ?
La photo 1 correspond au cas où le photographe est immobile sur le trottoir.
Référentiel d’étude : le photographe est immobile par rapport à la Terre. C’est un référentiel terrestre.
Les coureurs se déplacent à la vitesse v.
Avec les réglages de l’appareil photo, ils apparaissent flous. Il faut dans ce cas raccourcir la durée de prise de vue.
On peut remarquer que les autres spectateurs qui sont sur le trottoir et qui sont immobiles par rapport au photographe ne sont pas flous.
La photo 2 correspond au cas où le photographe est dans une voiture.
Le référentiel d’étude : la moto.
Avec les réglages de l’appareil, les cyclistes ne sont pas flous car ils sont immobiles par rapport à la moto.
Alors que les spectateurs qui sont sur le trottoir sont flous car ils se déplacent à la vitesse v par rapport à la voiture.
Dans la première situation, l’appareil photo correspond à un référentiel terrestre.
Tony Leparoux, professeur de physique-chimie Suivant le référentiel d’étude, un objet dont on étudie le mouvement peut être immobile ou en mouvement. Le
mouvement d’un objet dépend du référentiel.
2/ La description du mouvement.
A/ La trajectoire.
Dans un référentiel donné, la trajectoire d’un point du système est l’ensemble des positions successivement occupées par ce point au cours du temps.
