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3e · Chapitre 2 · Mouvement et interactions

Décrire un mouvement

Fiche d’exercices

Mode d’emploi

Commence par les Premiers pas si tu as besoin d’être guidé(e), puis avance du ★ vers le ★★★★★. Les exercices marqués Type brevet sont rédigés comme au DNB. Tes réponses sont enregistrées sur cet appareil. Chaque exercice a sa correction détaillée, mais elle reste bloquée 15 minutes après ta première ouverture de cette page : cherche d’abord par toi-même !

🌱 Premiers pas (très guidés)

PP1 · Calculer une vitesse pas à pas Premiers pas

Un escargot parcourt 60 cm en 10 minutes. Aide : $v = \dfrac{d}{t}$, avec d en m et t en s.

a) Convertis 60 cm en mètres (1 m = 100 cm).

b) Convertis 10 minutes en secondes (1 min = 60 s).

c) Calcule $v = \dfrac{d}{t}$ en m/s.

PP2 · Convertir des km/h en m/s Premiers pas

Sur l'autoroute, la vitesse est limitée à 130 km/h. Aide : pour passer des km/h aux m/s, on divise par 3,6.

a) Pose l'opération : 130 ÷ 3,6.

b) Donne le résultat arrondi à l'unité, avec l'unité.

c) Quelle distance la voiture parcourt-elle en 1 seconde ?

PP3 · Lire une chronophotographie Premiers pas

Les distances entre les positions successives d'un palet sont : 2 cm – 2 cm – 2 cm – 2 cm. Aide : regarde si les distances changent.

a) Les distances sont-elles égales, croissantes ou décroissantes ?

b) La vitesse du palet change-t-elle ?

c) Complète : le mouvement est …………

🚀 Exercices progressifs

Ex 1 · Immobile ou en mouvement ? ★☆☆☆☆

Tom est assis dans un manège qui tourne. Sa sœur Inès le regarde depuis le sol.

a) Tom est-il immobile par rapport à son siège ? par rapport à Inès ?

b) Quelle est la trajectoire de Tom pour Inès ?

c) Complète : « le mouvement dépend du …………… ».

Ex 2 · Calculs de vitesses ★☆☆☆☆

a) Un cycliste parcourt 45 km en 3 h. b) Un coureur parcourt 400 m en 80 s.

a) Calcule la vitesse du cycliste en km/h.

b) Calcule la vitesse du coureur en m/s.

c) Convertis la vitesse du coureur en km/h. Qui est le plus rapide ?

Ex 3 · Conversions ★★☆☆☆

Convertis :

a) 50 km/h en m/s ;

b) 10 m/s en km/h ;

c) 340 m/s (vitesse du son dans l'air) en km/h ;

d) 1 h 45 min en heures (nombre décimal).

Ex 4 · Quel mouvement ? ★★☆☆☆

Intervalle entre deux images : 0,2 s. Distances successives (en cm) :

  • Objet A : 3 – 3 – 3 – 3
  • Objet B : 1 – 3 – 5 – 7
  • Objet C : 8 – 6 – 4 – 2

Les trajectoires sont des droites.

a) Indique la nature du mouvement de chaque objet.

b) Calcule la vitesse de A en m/s.

c) Pour B, calcule la vitesse sur le premier et sur le dernier intervalle.

Ex 5 · Bolt contre le guépard ★★★☆☆

Record du 100 m : 9,58 s (Usain Bolt, 2009). Un guépard peut courir à 30 m/s sur de courtes distances.

a) Calcule la vitesse moyenne de Bolt en m/s et en km/h.

b) Combien de temps mettrait le guépard pour parcourir 100 m à 30 m/s ?

c) Quand le guépard franchit la ligne, à quelle distance de l'arrivée se trouve Bolt (en supposant sa vitesse constante) ?

Ex 6 · Préparer un trajet ★★★☆☆

Données pédagogiques.

Un TGV parcourt 450 km en 2 h 15 min. Le même jour, Maël fait 3 km à vélo à 15 km/h pour rejoindre la gare.

a) Convertis 2 h 15 min en heures.

b) Calcule la vitesse moyenne du TGV.

c) Calcule la durée du trajet à vélo en minutes.

Ex 7 · Marcher dans un train ★★★★☆

Un train roule en ligne droite à 100 km/h par rapport aux rails. Dans le couloir, Jade marche vers l'avant du train à 5 km/h par rapport au train.

a) Quelle est la vitesse de Jade par rapport au train ?

b) Quelle est sa vitesse par rapport aux rails ? Justifie.

c) Même question si Jade marche vers l'arrière du train.

d) Quelle est la vitesse du train par rapport à Jade lorsqu'elle est assise ?

Ex 8 · Exploiter un graphique ★★★★☆

On a relevé la distance parcourue par un drone en fonction du temps : t (s) : 0 – 2 – 4 – 6 – 8 ; d (m) : 0 – 6 – 12 – 18 – 24.

a) Trace (ou décris) le graphique d = f(t). Quelle est sa forme ?

b) La distance est-elle proportionnelle au temps ? Que peut-on dire de la vitesse ?

c) Calcule la vitesse du drone en m/s puis en km/h.

d) Quelle distance aura-t-il parcourue au bout de 30 s si son mouvement ne change pas ?

Ex 9 · 16 levers de soleil par jour ★★★★★Type brevet

Document 1 — L'ISS

La Station spatiale internationale tourne autour de la Terre sur une orbite quasi circulaire, à environ 408 km d'altitude. Elle fait un tour complet en 92,7 min environ.

Document 2 — La Terre

Rayon de la Terre : 6 371 km. Longueur d'un cercle de rayon R : $L = 2\pi R$.

Document 3 — Témoignage

Un astronaute raconte qu'à bord de l'ISS, il voit le Soleil se lever « environ 16 fois par jour ».

a) Dans quel référentiel le mouvement de l'ISS est-il circulaire ?

b) Calcule le rayon de l'orbite de l'ISS, puis la longueur d'un tour.

c) Calcule la vitesse de l'ISS en km/h.

d) Vérifie, par un calcul, le témoignage du document 3. Rédige ta conclusion.

Ex 10 · Radar tronçon ★★★★★

Document 1 — Principe

Un radar « tronçon » mesure la durée mise par un véhicule pour parcourir une portion de route et en déduit sa vitesse moyenne.

Document 2 — Mesure

Situation pédagogique.

Longueur du tronçon : 15,4 km. Durée mesurée : 7 min 42 s. Vitesse limitée à 110 km/h.

Document 3 — Marge technique

Au-dessus de 100 km/h, on retient une vitesse diminuée de 5 % pour tenir compte de l'imprécision de la mesure.

a) Convertis la durée en secondes puis en heures.

b) Calcule la vitesse moyenne mesurée en km/h.

c) Calcule la vitesse retenue (− 5 %). Le conducteur est-il en infraction ?

d) Le conducteur affirme : « j'ai toujours roulé sous 110 km/h ». Est-ce possible ? Argumente.