L'allure au fil des photos

L'essentiel

Sur une chronophotographie, les photos sont prises à intervalles de temps toujours égaux. En regardant l'espacement des positions, on connaît l'allure : espacements constants = uniforme (la vitesse ne change pas), espacements de plus en plus grands = accéléré (la valeur de la vitesse augmente), espacements de plus en plus petits = ralenti (la valeur de la vitesse diminue). On décrit l'allure avec des mots, sans calculer la vitesse.

Comprendre

Une chronophotographie donne les positions d'un point à intervalles de temps ÉGAUX : la même durée sépare chaque position de la suivante. C'est cette égalité des durées qui permet de conclure : comme le temps entre deux positions est toujours le même, l'espacement entre deux positions représente la distance parcourue pendant cette même durée. On peut alors décrire l'allure du mouvement.

Si les espacements sont constants, le point parcourt la même distance à chaque intervalle de temps : le mouvement est uniforme, la valeur de la vitesse ne change pas. Si les espacements deviennent de plus en plus grands, le point parcourt de plus en plus de distance pendant la même durée : le mouvement est accéléré, la valeur de la vitesse augmente. Si les espacements deviennent de plus en plus petits, le point parcourt de moins en moins de distance pendant la même durée : le mouvement est ralenti, la valeur de la vitesse diminue.

On emploie donc le vocabulaire « la valeur de la vitesse augmente / reste constante / diminue » pour décrire l'allure, mais on ne calcule pas cette vitesse : le calcul de la vitesse (valeur en m/s ou km/h) est étudié dans le chapitre suivant. Ici, on caractérise l'allure de façon qualitative, en lisant simplement l'espacement des positions. Attention à ne pas se tromper de sens : des positions de plus en plus espacées ne signifient pas que l'objet ralentit, mais au contraire qu'il accélère, puisqu'à temps égal il parcourt plus de distance.

Le cours

Une chronophotographie enregistre les positions successives d'un point à intervalles de temps égaux : chaque position est séparée de la suivante par la même durée. Cette égalité des durées est la clé de la lecture : puisque le temps entre deux positions est constant, l'espacement entre deux positions représente la distance parcourue pendant cette durée. On lit ainsi l'allure du mouvement.

Un mouvement est uniforme lorsque les espacements sont constants : le point parcourt la même distance à chaque intervalle, la valeur de sa vitesse ne change pas. Un mouvement est accéléré lorsque les espacements deviennent de plus en plus grands : à durée égale, le point parcourt de plus en plus de distance, donc la valeur de sa vitesse augmente. Un mouvement est ralenti lorsque les espacements deviennent de plus en plus petits : à durée égale, le point parcourt de moins en moins de distance, donc la valeur de sa vitesse diminue.

On décrit l'allure avec le vocabulaire « la valeur de la vitesse est constante / augmente / diminue », sans en calculer la valeur : le calcul de la vitesse (en m/s ou km/h) relève du chapitre suivant. Une erreur classique consiste à croire que des positions de plus en plus espacées traduisent un ralentissement ; c'est l'inverse, car à temps égal un plus grand espacement signifie une plus grande distance parcourue, donc une vitesse plus grande. Enfin, uniforme, accéléré ou ralenti caractérisent l'allure et ne préjugent pas de la forme de la trajectoire : un mouvement peut être rectiligne uniforme, circulaire uniforme, rectiligne accéléré, etc.

Les erreurs fréquentes

Des positions de plus en plus espacées sur une chronophotographie montrent que l'objet ralentit.

C'est l'inverse : comme les intervalles de temps sont égaux, des espacements de plus en plus grands montrent qu'à durée égale l'objet parcourt plus de distance, donc que la valeur de sa vitesse augmente : le mouvement est accéléré.

Pour dire qu'un mouvement est accéléré, il faut d'abord calculer la vitesse.

Non : en 4e, on décrit l'allure de façon qualitative (uniforme, accéléré, ralenti) en lisant seulement l'espacement des positions ; on dit « la valeur de la vitesse augmente ou diminue » sans la calculer. Le calcul de la vitesse est étudié dans le chapitre suivant.

Tu maîtrises la notion si…

• Relier l'espacement des positions d'une chronophotographie (intervalles de temps égaux) à l'allure : constant = uniforme, croissant = accéléré, décroissant = ralenti.
• Employer le vocabulaire « la valeur de la vitesse est constante / augmente / diminue » sans calculer la vitesse.
• Éviter le contresens : des espacements de plus en plus grands correspondent à une accélération, pas à un ralentissement.

Vérifie que tu as compris

1. Sur une chronophotographie (intervalles de temps égaux), des positions dont l'espacement reste constant correspondent à un mouvement…

   Réponse uniforme

   Des espacements constants signifient que l'objet parcourt la même distance à chaque intervalle de temps : le mouvement est uniforme, la valeur de la vitesse ne change pas.

2. Sur une chronophotographie, les positions d'une bille qui tombe sont de plus en plus espacées. Que peut-on en déduire ?

   Réponse Le mouvement est accéléré : la valeur de la vitesse augmente

   Les intervalles de temps étant égaux, des espacements de plus en plus grands montrent qu'à durée égale la bille parcourt plus de distance : la valeur de sa vitesse augmente, le mouvement est accéléré (et non ralenti).

3. Sur la chronophotographie d'une voiture qui freine (intervalles de temps égaux), les positions sont de plus en plus rapprochées. Que peut-on en déduire ?

   Réponse Le mouvement est ralenti : la valeur de la vitesse diminue

   Les intervalles de temps étant égaux, des espacements de plus en plus petits montrent qu'à durée égale la voiture parcourt de moins en moins de distance : la valeur de sa vitesse diminue, le mouvement est ralenti (elle avance toujours, mais de moins en moins vite).