Immobile… vraiment ?
Léa et Zoé pédalent côte à côte, exactement à la même allure. « Tu ne bouges pas d’un centimètre ! » rit Léa. « Vous filez ! » lance un passant du trottoir. Qui a raison ?… Les deux. Bienvenue dans la relativité du mouvement.
L'essentiel
Un même objet peut être en mouvement par rapport à un référentiel et immobile par rapport à un autre : c'est la relativité du mouvement. Tout dépend du référentiel choisi. Par exemple, une personne sur un tapis roulant est immobile par rapport au tapis mais en mouvement par rapport au sol ; la Terre est immobile pour nous (référentiel terrestre) mais tourne autour du Soleil dans le référentiel héliocentrique.
On ne dit donc jamais « ça bouge » sans préciser le référentiel.
L'idée à retenir
Le mouvement d’un objet DÉPEND DU RÉFÉRENTIEL choisi : un même objet peut être IMMOBILE par rapport à un référentiel et EN MOUVEMENT par rapport à un autre — c’est la RELATIVITÉ DU MOUVEMENT. Zoé est immobile par rapport à Léa (leur écart ne change pas) et en mouvement par rapport au trottoir. Aucun verdict n’est « le vrai » : chacun est vrai dans son référentiel. C’est pourquoi toute description commence par « par rapport à… ».
Comprendre
La relativité du mouvement est l'idée que le mouvement d'un objet n'existe pas « dans l'absolu » : il dépend toujours du référentiel choisi. Un même objet peut être en mouvement par rapport à un référentiel et immobile par rapport à un autre, sans qu'aucune des deux descriptions soit fausse. Premier exemple : une personne debout, sans marcher, sur un tapis roulant d'aéroport.
Par rapport au tapis, elle est immobile (elle reste au même endroit sur le tapis) ; par rapport au sol de l'aéroport, elle est en mouvement, car le tapis l'emporte. Deuxième exemple : la Terre. Pour nous qui vivons dessus, la Terre est immobile : dans le référentiel terrestre, le sol ne bouge pas sous nos pieds.
Mais dans le référentiel héliocentrique, c'est-à-dire par rapport au Soleil, la Terre est en mouvement : elle tourne autour du Soleil. Les deux affirmations sont correctes ; elles se rapportent simplement à deux référentiels différents. Troisième exemple : deux trains arrêtés côte à côte à quai.
Si l'un démarre doucement, un voyageur de l'autre train peut avoir l'impression que c'est SON train qui recule : par rapport au train voisin, son train est en mouvement, alors que par rapport au quai il est encore immobile. Dans tous les cas, la conclusion est la même : le mouvement d'un objet dépend du référentiel, et on doit toujours préciser ce référentiel. On ne dit jamais « le train avance » tout court, mais « le train avance par rapport au quai ».
Le cours
La relativité du mouvement est une idée centrale du chapitre : le mouvement d'un objet dépend du référentiel choisi. Un même objet peut donc être en mouvement par rapport à un référentiel et, au même moment, immobile par rapport à un autre. Aucune de ces descriptions n'est plus vraie que l'autre : elles correspondent à des référentiels différents.
On l'illustre par plusieurs exemples. Un voyageur immobile sur un tapis roulant d'aéroport est immobile par rapport au tapis (il ne se déplace pas sur le tapis) et, en même temps, en mouvement par rapport au sol de l'aéroport (le tapis l'emporte). La Terre offre un exemple frappant : dans le référentiel terrestre, elle est immobile (nous la sentons fixe sous nos pieds) ; dans le référentiel héliocentrique, c'est-à-dire par rapport au Soleil, elle est en mouvement, car elle tourne autour du Soleil.
Deux trains côte à côte à quai fournissent un troisième exemple : quand l'un démarre lentement, un voyageur de l'autre train peut croire que c'est le sien qui bouge ; par rapport au train voisin, son train est en mouvement, alors que par rapport au quai il reste immobile. De tous ces exemples se dégage la même règle : puisque le mouvement dépend du référentiel, on ne décrit jamais un mouvement sans préciser le référentiel. On ne dit pas « le train avance » mais « le train avance par rapport au quai ».
La relativité du mouvement justifie ainsi la première étape de la méthode : choisir et annoncer le référentiel avant de décrire.
Vois cette notion fonctionner : la scène animée, plan par plan →
Les erreurs fréquentes
- Un objet est en mouvement ou immobile de façon absolue, indépendamment de tout référentiel.
- Non : le mouvement est relatif au référentiel. Un même objet peut être en mouvement par rapport à un référentiel et immobile par rapport à un autre, comme un voyageur immobile sur un tapis roulant mais en mouvement par rapport au sol.
- La Terre est simplement immobile, puisqu'on ne la sent pas bouger.
- Dans le référentiel terrestre, la Terre est bien immobile pour nous ; mais dans le référentiel héliocentrique (par rapport au Soleil), la Terre est en mouvement : elle tourne autour du Soleil. Tout dépend du référentiel choisi.
Tu maîtrises la notion si…
- Énoncer la relativité du mouvement : le mouvement d'un objet dépend du référentiel choisi.
- Illustrer par des exemples qu'un même objet peut être en mouvement dans un référentiel et immobile dans un autre (tapis roulant, Terre, deux trains).
- Conclure qu'on précise toujours le référentiel et qu'on ne dit jamais qu'un objet bouge sans indiquer par rapport à quoi.
Vérifie que tu as compris
Dans quel référentiel la Terre est-elle en mouvement autour du Soleil ?
Réponse Le référentiel héliocentrique
Dans le référentiel héliocentrique (lié au Soleil ; le mot sera revu au lycée), c'est-à-dire par rapport au Soleil, la Terre tourne autour du Soleil. Dans le référentiel terrestre, elle est immobile pour nous : le mouvement dépend du référentiel choisi, c'est la relativité du mouvement.
Une voyageuse se tient debout, sans marcher, sur un tapis roulant d'aéroport. Par rapport au sol de l'aéroport, elle est…
Réponse en mouvement, car le tapis l'emporte
Par rapport au sol, la voyageuse est en mouvement : le tapis l'emporte, sa position change au cours du temps. Par rapport au tapis, elle est immobile. Le même objet est mobile dans un référentiel et immobile dans l'autre : c'est la relativité du mouvement.
S'entraîner sur cette notion
La scène s'anime pas à pas, la mascotte t'explique, puis tu t'entraînes. Gratuit pour commencer.
Ouvrir cette scène dans Azulma →Les quatre étapes pour maîtriser cette notion
Le mouvement d’un objet dépend du référentiel choisi.
La même seconde, deux verdicts vrais : immobile par rapport à Léa, en mouvement par rapport au trottoir. Ni la masse ni la rapidité n’y changent rien : c’est le CHOIX DU RÉFÉRENTIEL qui décide — la relativité du mouvement.
Sur le tapis roulant : immobile ici, en mouvement là.
Définis d’abord : la relativité du mouvement, c’est le fait qu’un même objet peut être immobile dans un référentiel et en mouvement dans un autre. Puis l’exemple : le voyageur immobile SUR le tapis roulant ne change pas de position par rapport au TAPIS (immobile dans ce référentiel), mais le tapis l’emporte : par rapport au SOL du hall, sa position change — en mouvement.
Chaque affirmation est vraie… dans son référentiel.
Attribue son référentiel à chaque phrase : « la Terre est immobile » est vraie dans le RÉFÉRENTIEL TERRESTRE (lié au sol : autour de nous, montagnes et maisons gardent leur place). « La Terre tourne autour du Soleil » est vraie dans le RÉFÉRENTIEL HÉLIOCENTRIQUE (lié au Soleil : la Terre parcourt son orbite). Deux référentiels différents : aucune contradiction.
Par la vitre, c’est le référentiel voisin qui trompe.
Par la fenêtre, ton cerveau prend le TRAIN VOISIN pour référentiel : comme il avance, ta position par rapport à lui change vers l’arrière — d’où l’impression de reculer. Mais par rapport au QUAI, ta position ne change pas : ton train est immobile, c’est le voisin qui avance. Changer de référentiel dissipe l’illusion.
Dans le même chapitre
Voir tout le chapitre « Décrire et caractériser un mouvement » →