Fiche de révision
Physique

Référentiel et repère

Assis dans un car, tu es immobile… ou tu roules à 80 km/h : tout dépend du point de vue.

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Fiche de révision de Physique : « Référentiel et repère », proposée par ndolomath.com

Référentiel et repère

💡 Idée principale : le mouvement d’un objet dépend de l’objet de référence choisi : le référentiel. Pour repérer une position, on y associe un repère d’espace et une horloge.
Étapes résumées
  1. Un référentiel est un objet par rapport auquel on étudie le mouvement.
  2. Le mouvement est relatif : il dépend du référentiel.
  3. Référentiels usuels : terrestre, géocentrique, héliocentrique.
  4. Un repère (origine + axes) et une horloge complètent le référentiel.

La relativité du mouvement

Par rapport au car

Le passager est immobile.
≠

Par rapport à la route

Le passager se déplace à la vitesse du car.

1. Choisir un référentiel

Pour décrire un mouvement, on précise toujours le référentiel. Sans lui, dire « l’objet bouge » n’a pas de sens.

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2. Comprendre : tout dépend de l’observateur

Un passager assis dans le train Yaoundé–Ngaoundéré est immobile par rapport à son siège, mais il se déplace à grande vitesse par rapport aux arbres du bord de la voie. Aucun des deux observateurs n’a tort : on ne peut parler de mouvement qu’en précisant le corps de référence. Avant tout exercice, on écrit donc : « dans le référentiel terrestre… ».

Les référentiels usuels

Terrestre

Le sol, un bâtiment : mouvements de la vie courante.

Géocentrique

Centre de la Terre et étoiles lointaines : satellites, Lune.

Héliocentrique

Centre du Soleil : mouvement des planètes.

Horloge

Elle repère les dates et les durées.

3. Le repère

Un repère est formé d’une origine O et d’axes gradués. La position d’un point M est donnée par ses coordonnées (x;y).

Repère et horloge

4. Repère d’espace et repère de temps

Un référentiel, c’est un solide de référence muni d’un repère (une origine et des axes pour donner la position) et d’une horloge (une origine des dates). On écrit la position OM→=xi→+yj→ à chaque date t.

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Exercice type

Un élève marche à 1 m/s vers l’avant d’un car qui roule à 20 m/s sur une route droite. Quelle est sa vitesse dans le référentiel du car ? dans le référentiel terrestre ?

Solution :
Dans le référentiel du car : 1 m/s.
Dans le référentiel terrestre, les vitesses s’ajoutent (même sens) : 20+1=21 m/s.

À toi de jouer

1. Un passager est-il en mouvement par rapport au car ?
2. Quel référentiel pour étudier un satellite ?
3. Quel référentiel pour le mouvement de la Terre autour du Soleil ?

Réponses : non · géocentrique · héliocentrique. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

  • Un objet n’est jamais « immobile » tout court : il l’est dans un référentiel.
  • Le référentiel terrestre n’est pas adapté aux planètes.
  • Ne confonds pas référentiel (objet) et repère (axes).

Méthode

Commence toujours par écrire : « Dans le référentiel … » avant de décrire un mouvement.
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