Mouvement et trajectoire : système, forces et mouvement.
Décrire position, trajectoire et évolution de la vitesse dans un référentiel ; la fiche associe une réponse directe, un cas analysé, 7 activités corrigées et 4 repères de progression.
Mouvement et trajectoire : ce qu’il faut retenir.
Pour maîtriser « Mouvement et trajectoire », retenez d’abord la règle qui relie « référentiel » à « trajectoire ». Le cas repère montre ensuite comment utiliser « vitesse » sans sauter l’étape de vérification.
Décrire position, trajectoire et évolution de la vitesse dans un référentiel.
Le mouvement d’un objet dépend du référentiel choisi.
Un passager assis est immobile par rapport au train et mobile par rapport au quai.
Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi.
- 01GRANDEURréférentiel
- 02RELATIONtrajectoire
- 03UNITÉvitesse
Le schéma sert de contrôle : partez de « référentiel », appliquez « trajectoire », puis vérifiez avec « vitesse ».
La trajectoire est l’ensemble des positions successives décrites dans un référentiel donné.
Une réponse que l’on peut vérifier.
Pour étudier « Un passager assis est immobile par rapport au train et mobile par rapport au quai. », il faut choisir le système et le référentiel, décrire le mouvement ou les interactions, puis relier « référentiel » aux grandeurs réellement connues. Une trajectoire dessinée sans échelle ni durée ne suffit pas à conclure.
Ce que l’on peut conclure — et pas davantage.
Repos et mouvement dépendent du référentiel ; masse, poids, vitesse, accélération et force désignent des grandeurs différentes. Un modèle ponctuel ou une interaction simplifiée ne décrit que les aspects utiles à la question.
Étudier « Mouvement et trajectoire » : système, données, modèle, unités et vérification.
Pour « Mouvement et trajectoire », la méthode relie chaque donnée à la règle, à la réponse puis à un contrôle capable de révéler une erreur.
- 01
Définir le système
Dans le premier cas, sa distance à l’axe de rotation reste constante ; cet indice délimite le système et les grandeurs réellement utiles.
- 02
Choisir le modèle
Le cas suivant mène à « Non dans le référentiel du train, mais oui par rapport au sol » parce que le mouvement dépend du référentiel choisi ; le modèle respecte alors la règle « Le mouvement d’un objet dépend du référentiel choisi ».
- 03
Confronter calcul et mesure
Le troisième résultat est « Une trajectoire rectiligne verticale » ; il peut être confronté aux données puisque ses positions successives sont alignées sur une droite.
- 04
Tester la limite
La démarche « Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi » doit être rejetée si elle contredit les unités, les observations ou la règle « Le mouvement d’un objet dépend du référentiel choisi ».
« Mouvement et trajectoire » : relier le système, le modèle et la mesure.
L’objectif est « Décrire position, trajectoire et évolution de la vitesse dans un référentiel » : les trois situations ci-dessous montrent quelle donnée déclenche la décision, ce qui change d’un cas à l’autre et comment contrôler la conclusion.
La règle sur un cas simple
À la question « La pointe d’une pale de ventilateur suit quelle trajectoire dans le référentiel du moteur ? », la réponse est « Une trajectoire circulaire » : Sa distance à l’axe de rotation reste constante.
Le cas qui change la décision
Dans « Un train se déplace-t-il par rapport à un passager assis dans ce train ? », on obtient « Non dans le référentiel du train, mais oui par rapport au sol » : Le mouvement dépend du référentiel choisi.
La limite qui révèle la maîtrise
Le cas « Un ascenseur monte le long d’une gaine droite. Quelle est sa trajectoire ? » conduit à « Une trajectoire rectiligne verticale » : Ses positions successives sont alignées sur une droite. Il permet aussi d’écarter l’erreur « Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi ».
Cas corrigé sur « Mouvement et trajectoire » : question, réponse et contrôle.
Pour « Mouvement et trajectoire », ce cas reprend mot pour mot la première activité : ses données, sa réponse et sa preuve restent dans le même bloc vérifiable.
Question
La pointe d’une pale de ventilateur suit quelle trajectoire dans le référentiel du moteur ?
Réponse
Une trajectoire circulaire.
Pourquoi cette réponse
Sa distance à l’axe de rotation reste constante. Contrôle : Dans le référentiel du moteur, chaque position de la pointe reste à la même distance de l’axe et appartient au même cercle. La vérification conserve donc le même énoncé — « La pointe d’une pale de ventilateur suit quelle trajectoire dans le référentiel du moteur ? » — jusqu’à la réponse « Une trajectoire circulaire ».
Un cas voisin sur « Mouvement et trajectoire ».
Ce cas applique « Mouvement et trajectoire » dans une situation différente : produisez la réponse, justifiez-la, puis utilisez le contrôle indépendant.
À FAIRE SANS MODÈLEUn passager marche vers l'avant dans un train en mouvement rectiligne. Décrivez son mouvement par rapport au train puis par rapport au quai.
Indice : À partir de « passager », « marche », « vers » et « l'avant », précisez le système et le référentiel, puis reliez distance et durée avec des unités compatibles.
Afficher le corrigé
Le mouvement dépend du référentiel choisi. Les positions successives ne sont pas les mêmes dans le wagon et dans le référentiel terrestre.
CONTRÔLE INDÉPENDANTUn passager immobile dans le wagon serait au repos pour le train mais en mouvement pour le quai, ce qui vérifie le rôle du référentiel.
6 activités guidées sur « Mouvement et trajectoire », après le cas autonome.
Dans « Mouvement et trajectoire », les 6 activités ci-dessous passent de l’application à la justification, puis au transfert, afin de vérifier l’objectif « Décrire position, trajectoire et évolution de la vitesse dans un référentiel » ; chaque carte annonce séparément la tâche et le mode de correction. Avec le cas autonome consacré à « Mouvement et trajectoire », la fiche totalise 7 activités corrigées.
Composition de la fiche « Mouvement et trajectoire » : 4 cas à résoudre, 2 analyses guidées et 1 diagnostic d’erreur. Pour « Mouvement et trajectoire », cette composition distingue la tâche demandée du mode de correction. Pour « Mouvement et trajectoire », 1 activité ouverte utilise des critères de réussite plutôt qu’une réponse arbitrairement unique.
01CAS À RÉSOUDRE · APPLIQUER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLELa pointe d’une pale de ventilateur suit quelle trajectoire dans le référentiel du moteur ?
Indice : À partir de « pointe », « pale », « ventilateur » et « suit », précisez le système et le référentiel, puis reliez distance et durée avec des unités compatibles.
Indice : pour le cas 1 de « Mouvement et trajectoire », définissez le système, les données et les unités avant de choisir une relation.
Sa distance à l’axe de rotation reste constante.
Contrôle : Dans le référentiel du moteur, chaque position de la pointe reste à la même distance de l’axe et appartient au même cercle.
Continuer avec l’activité suivante →02CAS À RÉSOUDRE · RAISONNER · NIVEAU 1CORRIGÉ MODÈLEUn train se déplace-t-il par rapport à un passager assis dans ce train ?
Indice : À partir de « train », « déplace-t-il », « rapport » et « passager », séparez l’observation du modèle utilisé, nommez la grandeur ou le phénomène, puis cherchez un contrôle indépendant.
Indice : pour le cas 2 de « Mouvement et trajectoire », vérifiez les conditions du modèle avant de calculer ou de prévoir un effet.
Le mouvement dépend du référentiel choisi.
Continuer avec l’activité suivante →03CAS À RÉSOUDRE · APPROFONDIR · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEUn ascenseur monte le long d’une gaine droite. Quelle est sa trajectoire ?
Indice : À partir de « ascenseur », « monte », « long » et « gaine », précisez le système et le référentiel, puis reliez distance et durée avec des unités compatibles.
Indice : pour le cas 3 de « Mouvement et trajectoire », confrontez le résultat à une unité, un ordre de grandeur, une mesure ou une observation.
Ses positions successives sont alignées sur une droite.
Continuer avec l’activité suivante →04ANALYSE GUIDÉE · COMPARER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEAnalysez séparément les cas 1 et 2 sur « Mouvement et trajectoire » : donnez chaque réponse, relevez l’indice décisif et expliquez le point commun.
Indice : Cas 1 — La pointe d’une pale de ventilateur suit quelle trajectoire dans le référentiel du moteur ? Cas 2 — Un train se déplace-t-il par rapport à un passager assis dans ce train ? Pour comparer les deux cas de « Mouvement et trajectoire », traitez les énoncés séparément : aucune donnée ne doit passer de l’un à l’autre.
Pour « Mouvement et trajectoire », la comparaison est vérifiable parce que le premier cas repose sur « Sa distance à l’axe de rotation reste constante » tandis que le second repose sur « Le mouvement dépend du référentiel choisi » ; les deux réponses ne partagent que la règle explicitement formulée.
Continuer avec l’activité suivante →05DIAGNOSTIC D’ERREUR · CORRIGER · NIVEAU 2CORRIGÉ MODÈLEPour le troisième cas ci-dessous, testez la démarche « Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi ». Expliquez précisément pourquoi cette procédure échoue ici, puis proposez une réponse compatible avec l’énoncé.
Indice : À partir de « Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi », séparez grandeurs, unités et observations, puis repérez le premier changement de modèle non justifié. Corrigez cette étape avant de vérifier la conclusion.
Indice : dans le troisième cas de « Mouvement et trajectoire », conservez ce fait — Ses positions successives sont alignées sur une droite — puis localisez la première décision qui le contredit.
Le diagnostic de « Mouvement et trajectoire » réfute précisément « Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi » en retrouvant « Une trajectoire rectiligne verticale » à partir de l’indice « Ses positions successives sont alignées sur une droite ».
Continuer avec l’activité suivante →06ANALYSE GUIDÉE · TRANSFÉRER · NIVEAU 3CRITÈRES DE RÉUSSITEVariez ce troisième cas : Un ascenseur monte le long d’une gaine droite. Quelle est sa trajectoire ? Proposez un cas voisin avec une modification unique, résolvez-le et testez sa cohérence.
Indice : Point de départ — Un ascenseur monte le long d’une gaine droite. Quelle est sa trajectoire ? Pour « Mouvement et trajectoire », conservez l’objectif et la règle de ce cas, puis isolez l’unique élément à modifier et le contrôle capable d’en mesurer l’effet.
Le contrôle reste lié à « Mouvement et trajectoire » parce qu’il conserve l’objectif « Décrire position, trajectoire et évolution de la vitesse dans un référentiel. », reprend l’indice « Ses positions successives sont alignées sur une droite. », isole un seul changement pour « Mouvement et trajectoire » et se termine par un contrôle indépendant.
Faire le point sur la progression →Dire qu’un objet est mobile sans préciser par rapport à quoi.
Pour reprendre cette notion, localisez d’abord l’endroit exact où « référentiel » n’est plus relié à la règle. Corrigez cette seule décision, expliquez-la avec « trajectoire », puis traitez une variante mobilisant « vitesse » sans regarder le modèle.
« Mouvement et trajectoire » : des exigences adaptées à chaque niveau.
Les repères ci-dessous montrent comment « Mouvement et trajectoire » passe de la reconnaissance à l’application, à la justification puis au transfert selon le niveau.
6e
Dans « Mouvement et trajectoire », observer, décrire et mesurer avec le vocabulaire adapté, puis distinguer la donnée de l’interprétation.
Voir le parcours 6e →5e
Dans « Mouvement et trajectoire », représenter une relation simple, utiliser les unités correctes et confronter le résultat à l’observation.
Voir le parcours 5e →4e
Dans « Mouvement et trajectoire », modéliser le système, calculer ou prévoir un effet et contrôler la cohérence des unités et de l’ordre de grandeur.
Voir le parcours 4e →3e
Dans « Mouvement et trajectoire », combiner relations, mesures et modèle, expliciter les hypothèses et discuter la limite de la conclusion.
Voir le parcours 3e →