(4) Relativité du mouvement

I. Mise en évidence de la relativité du mouvement

1. Considérons un train de voyageurs en mouvement. Dans un compartiment C, un voyageur V1 est assis et un voyageur V2 se déplace dans le couloir pour rejoindre son compartiment. Sur le quai Q de la gare, un observateur O1 est assis sur un banc et observe le train partir :

Mettre la lettre « O » dans la case correspondante si la réponse est affirmative, mettre « N » dans le cas contraire. Mettre un point d’interrogation lorsqu'on ne peut pas répondre.

2. Exploitation des résultats du tableau :

a. Dans le tableau, pour un même objet X, les réponses sont-elles toujours identiques ? Pourquoi ?

b. En tenant compte de ces éléments, dans quelles conditions peut-on dire qu'un objet est en mouvement ?

c. Comment procède-t-on pour décrire le mouvement d’un objet ?

II. Mouvements et trajectoires

On présente ci-dessous l’enregistrement des positions successives de l'oreille du cycliste (notées O₁, O₂, ...) ainsi que celui des positions de la balle (notées B₁, B₂, ...) en différents instants :

1. Que représente l’ensemble des points B₁, ... B₁₃ ? dans quel référentiel ?

2. Que représente l’ensemble des points O₁, ... O₁₃ ? dans quel référentiel ?

3. Sur une feuille de papier calque, tracer deux axes perpendiculaires d'origine O. (On placera O au centre de la feuille).

4. Faire coïncider O avec chacune des positions successives de l'oreille (en prenant soin de maintenir les axes parallèles à eux-mêmes) et noter la position correspondante de la balle sur la feuille de papier calque.

5. Que représente l’ensemble des points obtenus sur le papier calque ? Où se trouve l'observateur ?

6. Comparer les résultats obtenus aux questions 1 et 5. Conclure.