Physique-Chimie · 5ᵉ

La course impossible

Physique-Chimie 5ᵉ La vitesse : la calculer et la comparer

Un drone à 15 m/s contre un scooter à 50 km/h : 15, c’est moins que 50… alors le scooter gagne ? Pas si vite — ces deux nombres ne parlent pas la même langue !

Voir la scène entière dans Azulma Ici, une seule vue — vivante. Dans l'app, la scène complète se déroule plan par plan, la mascotte de la matière explique, puis tu t'entraînes.

En une phrase

On ne peut comparer deux vitesses que si elles sont dans la même unité. Si l'une est en m/s et l'autre en km/h, on convertit d'abord. Exemple : 15 m/s = 54 km/h, ce qui est plus que 50 km/h : l'objet à 15 m/s va donc plus vite.

L'idée à retenir

On ne peut comparer deux vitesses que si elles sont dans la MÊME unité. On convertit d’abord (× 3,6 pour passer des m/s aux km/h ; ÷ 3,6 dans l’autre sens), puis on compare les nombres : 15 m/s = 54 km/h, donc l’objet à 15 m/s est PLUS RAPIDE que celui à 50 km/h.

Comment ça marche, étape par étape

  1. Qui est le plus rapide ? — le drone affiche 15 m/s, le scooter 50 km/h. Comparer 15 et 50 ne veut RIEN dire : les deux vitesses ne sont pas dans la même unité. Avant tout verdict, il faut les mettre dans la même unité.
  2. Même unité, verdict ! — on convertit : 15 m/s × 3,6 = 54 km/h. Tout est en km/h, on peut enfin comparer : 54 > 50, le drone l’emporte. Retiens : × 3,6 pour passer des m/s aux km/h, ÷ 3,6 pour revenir (1 km = 1000 m et 1 h = 3600 s).

Comprendre

Comparer des vitesses semble facile, mais c'est un piège quand elles sont écrites dans des unités différentes : on ne peut pas comparer directement un nombre en m/s et un nombre en km/h. La règle est toujours la même : on commence par tout convertir dans la même unité, puis on compare les nombres. Prenons un exemple.

Qui va le plus vite : un objet à 15 m/s ou un objet à 50 km/h ? On convertit le premier en km/h : 15 × 3,6 = 54 km/h. On compare alors 54 km/h et 50 km/h : comme 54 > 50, l'objet à 15 m/s est le plus rapide.

On aurait pu convertir dans l'autre sens : 50 km/h = 50 ÷ 3,6 ≈ 13,9 m/s, ce qui est plus petit que 15 m/s — même conclusion. Cette méthode permet aussi de classer des objets du quotidien : par exemple, un piéton (5 km/h), un cycliste (20 km/h), une voiture en ville (50 km/h) et un TGV (300 km/h) se rangent du plus lent au plus rapide une fois toutes les vitesses ramenées à la même unité. Comparer correctement suppose donc de maîtriser la conversion entre km/h et m/s.

Le cours

Comparer des vitesses, c'est dire laquelle est la plus grande. C'est immédiat lorsque les vitesses sont dans la même unité : il suffit de comparer les nombres. Mais dès que les unités diffèrent, comparer les nombres directement conduit à des erreurs : un objet à 15 m/s n'est pas plus lent qu'un objet à 50 km/h, alors que 15 est plus petit que 50. La bonne méthode est en deux temps : d'abord, on ramène toutes les vitesses à la même unité (toutes en km/h, ou toutes en m/s) ; ensuite seulement, on compare les nombres.

Reprenons l'exemple. Pour comparer 15 m/s et 50 km/h, on convertit 15 m/s en km/h : 15 × 3,6 = 54 km/h. On compare alors 54 km/h et 50 km/h, et l'on conclut que l'objet à 15 m/s (soit 54 km/h) est le plus rapide.

On peut vérifier en convertissant dans l'autre sens : 50 km/h = 50 ÷ 3,6 ≈ 13,9 m/s, ce qui est bien plus petit que 15 m/s. La même démarche permet de classer plusieurs objets du quotidien du plus lent au plus rapide : on convertit toutes leurs vitesses dans la même unité, puis on les range. Comparer des vitesses repose donc entièrement sur la maîtrise des conversions.

Vois cette notion fonctionner : la scène animée, plan par plan →

Les erreurs fréquentes

15 m/s est plus lent que 50 km/h parce que 15 est plus petit que 50.
On ne compare pas des nombres dans des unités différentes. Après conversion, 15 m/s = 54 km/h, donc l'objet à 15 m/s est en réalité plus rapide que celui à 50 km/h.
On peut comparer des vitesses en km/h et en m/s directement, sans conversion.
Il faut d'abord mettre les deux vitesses dans la même unité (toutes en km/h ou toutes en m/s), puis seulement comparer les nombres.

Tu maîtrises la notion si…

  • Expliquer qu'on ne peut comparer des vitesses qu'après les avoir exprimées dans la même unité.
  • Comparer deux vitesses données dans des unités différentes en convertissant l'une d'elles (par exemple 15 m/s et 50 km/h).
  • Classer plusieurs objets du quotidien du plus lent au plus rapide une fois leurs vitesses ramenées à la même unité.

Vérifie que tu as compris

  1. Qui va le plus vite : un objet à 15 m/s ou un objet à 50 km/h ?

    Réponse celui à 15 m/s

    On convertit dans la même unité : 15 m/s = 15 × 3,6 = 54 km/h. Comme 54 km/h > 50 km/h, l'objet à 15 m/s est le plus rapide.

  2. Qui va le plus vite : un cycliste à 20 km/h ou un joggeur à 4 m/s ?

    Réponse le cycliste

    On convertit dans la même unité : 4 m/s = 4 × 3,6 = 14,4 km/h. Comme 20 km/h > 14,4 km/h, le cycliste va plus vite que le joggeur.

  3. Un élève affirme qu'un objet à 10 m/s est plus lent qu'un objet à 30 km/h « parce que 10 est plus petit que 30 ». A-t-il raison ?

    Réponse Non : 10 m/s = 36 km/h, donc l'objet à 10 m/s est plus rapide

    On ne compare pas des nombres dans des unités différentes. On convertit : 10 m/s = 10 × 3,6 = 36 km/h. Comme 36 km/h > 30 km/h, l'objet à 10 m/s est en réalité plus rapide.

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

Reconnaître

Avant de comparer : tout mettre dans la même unité.

Ni additionner, ni multiplier les vitesses : la première étape est de convertir pour que les deux nombres parlent la même unité.

Comprendre

× 3,6 vers les km/h · ÷ 3,6 vers les m/s.

Le secret du 3,6 : en 1 h il y a 3600 s, et 1 km vaut 1000 m — 3600 ÷ 1000 = 3,6. Ainsi 15 m/s = 54 km/h : l’objet à 15 m/s bat celui à 50 km/h.

Appliquer

4 m/s = 14,4 km/h : compare ensuite les nombres.

Convertis le joggeur : 4 × 3,6 = 14,4 km/h. Compare dans la même unité : 20 > 14,4, donc le cycliste est le plus rapide.

Transférer

Convertis d’abord, range ensuite : 5 < 28,8 < 50.

Convertis le sprinteur : 8 × 3,6 = 28,8 km/h. Tout en km/h : piéton 5, sprinteur 28,8, voiture 50 — sans conversion, « 8 » ferait croire qu’il est le plus lent.

Dans le même chapitre

Voir tout le chapitre « La vitesse : la calculer et la comparer » →