Fiche de révision
SVTEEHB

Les diagrammes des espaces et des vitesses

Tracer et lire le diagramme des espaces x(t) et le diagramme des vitesses v(t) d’un voyage en car.

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Fiche de révision de SVTEEHB : « Les diagrammes des espaces et des vitesses », proposée par ndolomath.com

Les diagrammes des espaces et des vitesses

Module III : Énergie : ses sources et sa gestionSéquence 10 : Diagramme des espaces et diagramme des vitessesSéance 20 : Construire et exploiter les diagrammes des espaces et des vitesses
💡 Idée principale : le diagramme des espaces représente la position x du mobile en fonction du temps t ; le diagramme des vitesses représente sa vitesse v en fonction de t. Sur x(t), une droite qui monte indique un mouvement uniforme (plus elle est pentue, plus le mobile va vite) et une droite horizontale un arrêt. Sur v(t), un mouvement uniforme donne un segment horizontal.
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Étapes résumées
  1. On relève dans un tableau les positions x du mobile à différentes dates t.
  2. On choisit une échelle, on place les points (t en abscisse, x en ordonnée) et on les relie.
  3. x(t) : droite montante = mouvement uniforme ; palier horizontal = arrêt.
  4. La vitesse d’une phase = distance parcourue ÷ durée ; on la reporte sur le diagramme v(t).

Situation problème

Le chauffeur du car Yaoundé–Douala a noté la position de son véhicule toutes les 30 minutes. Le car a d’abord roulé jusqu’à Boumnyebel, s’est arrêté pour une pause, puis a continué jusqu’à Douala. Le directeur de l’agence veut un graphique qui montre clairement les phases du voyage et les vitesses, pour vérifier que le chauffeur n’a pas dépassé les limites.

Consignes :

  1. Relève le problème posé.
  2. Comment représenter le voyage par un graphique ?
  3. Comment lire sur ce graphique les arrêts et les vitesses du car ?
le problème
le voyage en car
le diagramme
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Compétence visée

Exploiter des graphiques pour organiser et contrôler un voyage.

Objectifs de la leçon

  • Construire le diagramme des espaces à partir d’un tableau de mesures.
  • Lire sur le diagramme les phases du mouvement et calculer les vitesses.
  • Construire et lire le diagramme des vitesses.

Construire le diagramme des espaces

Activité 1 : des mesures au graphique

t (h)00,511,522,533,54
x (km)030609090127,5165202,5240

Document 1 : positions du car relevées par le chauffeur (origine : Yaoundé ; origine des dates : départ).

  1. Entre quelles dates le car est-il arrêté ? Justifie avec le tableau.
  2. Quelle distance parcourt-il pendant chaque demi-heure de la première phase ?
  3. Choisis une échelle pour tracer x en fonction de t.
Ce qu’il faut comprendre : entre t = 1,5 h et t = 2 h, la position reste x = 90 km : le car est à l’arrêt. Pendant la 1re phase, il parcourt 30 km chaque demi-heure : sa vitesse est constante. Échelle possible : 1 cm pour 0,5 h en abscisse, 1 cm pour 30 km en ordonnée.
l’objectif
dates et durées
la balance
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Méthode de construction
1

Les axes

Tracer deux axes perpendiculaires : t en abscisse, x en ordonnée, avec leurs unités.
2

L’échelle

Choisir une échelle adaptée pour que le graphique occupe bien la feuille.
3

Les points

Placer chaque couple (t ; x) du tableau par une petite croix.
4

Le tracé

Relier les points à la règle quand ils sont alignés ; donner un titre.
je réfléchis
le cortex
la famille
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1. Le diagramme des espaces du voyage

Document 2 : position du car en fonction du temps.

Exploiter le diagramme des espaces

2. Lire la pente

Document 3 : allure du diagramme x(t) selon le mouvement.

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Exemple guidé : calculer la vitesse de chaque phase

À partir du document 2, calcule la vitesse du car pendant les phases ① et ③.

Solution :
Phase ① : d = 90 − 0 = 90 km en t = 1,5 h → v₁ = 90 ÷ 1,5 = 60 km/h.
Phase ② : x reste 90 km → v₂ = 0 (arrêt).
Phase ③ : d = 240 − 90 = 150 km en t = 4 − 2 = 2 h → v₃ = 150 ÷ 2 = 75 km/h.

Le diagramme des vitesses

Activité 2 : représenter la vitesse en fonction du temps

On reporte les vitesses calculées pour chaque phase sur un graphique v(t).

Document 4 : diagramme des vitesses du car.

  1. Quelle est l’allure du diagramme pour un mouvement uniforme ?
  2. Comment repère-t-on l’arrêt sur ce diagramme ?
  3. Calcule l’aire du rectangle bleu. Que représente-t-elle ?
Ce qu’il faut comprendre : un mouvement uniforme donne un segment horizontal sur le diagramme des vitesses ; l’arrêt correspond à v = 0. L’aire du rectangle (60 km/h × 1,5 h = 90 km) est égale à la distance parcourue pendant la première phase.
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Deux diagrammes, deux informations

Diagramme des espaces x(t)

Il montre où est le mobile à chaque date ; sa pente donne la vitesse.
≠

Diagramme des vitesses v(t)

Il montre à quelle vitesse roule le mobile ; l’aire sous la courbe donne la distance.

Trace écrite : ce que je retiens

À retenir
  • Le diagramme des espaces représente la position x en fonction du temps t.
  • Sur x(t), une droite montante traduit un mouvement uniforme ; plus la pente est forte, plus la vitesse est grande.
  • Sur x(t), un segment horizontal traduit un arrêt.
  • Le diagramme des vitesses représente v en fonction de t ; un mouvement uniforme y donne un segment horizontal.
  • Vitesse d’une phase : v = distance parcourue ÷ durée.
je retiens
la sécurité routière
le geste volontaire
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Vocabulaire à connaître

Diagramme des espacesgraphique de la position x en fonction du temps.Diagramme des vitessesgraphique de la vitesse v en fonction du temps.Abscisseaxe horizontal (ici, le temps).Ordonnéeaxe vertical (position ou vitesse).Échellecorrespondance entre une longueur sur le papier et une grandeur.

Je m’évalue

1. Sur x(t), que signifie un segment horizontal ?
2. x passe de 20 km à 80 km en 1 h. Vitesse ?
3. Allure de v(t) pour un mouvement uniforme ?
4. Deux droites sur x(t) : laquelle correspond au mobile le plus rapide ?

Réponses : le mobile est à l’arrêt · 60 km/h · un segment horizontal · la plus pentue. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

la borne kilométrique
le maïs
l’œuf
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Erreurs fréquentes

  • Placer le temps en ordonnée et la position en abscisse.
  • Croire qu’un segment horizontal sur x(t) signifie une vitesse constante non nulle : c’est un arrêt.
  • Oublier d’indiquer les unités et l’échelle sur les axes.

Méthode

Pour lire un diagramme x(t) : découpe-le en phases (portions de droites), puis pour chaque phase lis les positions et dates de début et de fin, calcule la distance parcourue et la durée, et déduis la vitesse v = d ÷ t.

Activité d’intégration

Un camion de bananes quitte Njombé à 6 h 00 pour Douala (75 km). Positions relevées : 6 h 00 → 0 km ; 6 h 30 → 25 km ; 7 h 00 → 50 km ; 7 h 30 → 50 km (contrôle routier) ; 8 h 00 → 75 km.

  1. Construis le diagramme des espaces du camion (échelle au choix).
  2. Identifie les phases du mouvement et calcule la vitesse de chacune.
  3. Construis le diagramme des vitesses et vérifie, par le calcul d’aires, la distance totale parcourue.

La correction détaillée de cette activité et d’autres sujets type est dans les cours et exercices corrigés.

les adolescents
le virus
le suivi
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