1) Mouvement et
vitesse
Lorsqu’un objet parcourt une même distance
pendant des durées identiques, sa vitesse ne varie pas au cours du
temps : son mouvement est uniforme.
Lorsqu’il accélère, la distance parcourue pour
une même durée augmente, sa vitesse augmente au cours du temps : le
mouvement est accéléré.
Lorsqu’il ralentit, la distance parcourue pour une
même durée diminue, sa vitesse diminue au cours du temps : le mouvement
est ralenti.
Le mouvement d’un objet se décrit toujours par
rapport à un autre objet de référence, appelé référentiel.
Dans un référentiel donné, la trajectoire d’un
objet est l’ensemble des positions occupées par cet objet au cours du
mouvement. Si la trajectoire se fait en ligne droite, le mouvement est rectiligne ; sinon, le mouvement est curviligne.
2) Distance, vitesse et durée
pour un mouvement uniforme :
A partir de la vitesse v, de la durée de parcours
t et de la distance parcourue d, on a la relation :
3) Direction et sens de la vitesse :
Pour représenter une vitesse,
on trace un segment-fléché qui indique la direction (horizontale, verticale…) et le sens (vers la
droite, vers la gauche…) du mouvement. La longueur du segment est
proportionnelle à la valeur de la vitesse.
La vitesse peut varier
en valeur, en direction ou/et en sens. Dans un mouvement rectiligne non
uniforme, c’est la valeur de la vitesse qui varie ; dans un mouvement
circulaire uniforme, c’est la direction qui change.
Quelques exemples :
4) Propagation de la lumière dans différents milieux :
La lumière se propage dans le vide à la vitesse de 300 000 km/s. Dans notre environnement, la lumière se déplace dans l’air. La vitesse est la même que dans le vide. Dans les autres milieux transparents, la lumière se déplace moins vite (exemples : 225 000 km/s dans l’eau ; 200 000 km/s dans le verre).
Les distances dans l’univers étant très grandes (par exemple l’étoile Proxima, la plus proche de la Terre en dehors du Soleil, se trouvant à 40000 milliards de km), les astronomes utilisent une autre unité l’année-lumière (al). Une année lumière représente la distance que la lumière parcourt en un an. Par exemple, l’étoile Vega est située à 25,05 al de la Terre. Cela veut dire que la lumière de cette étoile met 25,05 années pour parvenir jusqu’à nous : observer Vega aujourd’hui, c’est l’observer telle qu’elle était il y a plus de 25 ans.
Rayonnement invisible: Certaines lumières sont invisibles, non perceptibles par l'œil humain. C'est le cas des rayons infra rouge (IR) émis par tous les corps chauds. On peut ainsi mesurer des températures, ou détecter des présences humaines ou animales à l'aide de caméras thermiques. C'est aussi le cas des rayons ultra violet (UV) émis notamment pas le soleil. S'attaquant aux cellules cutanées, ils peuvent provoquer des dommages irréversibles de la peau.
5) Propagation du son :
Le son résulte d’une vibration des particules d’air, qui se propage sous forme d'ondes (comme si on jette une pierre dans l'eau, la vague se déplace, mais l'eau reste au même endroit). On ressent cette vibration grâce à l'ouïe.
Dans l'air, la vitesse du son est d'environ 340 m/s dans les conditions normales de température et de pression. Plus la température ou la pression sont élevées, plus la vitesse est grande. Dans les autres milieux, la vitesse est différente (1 500 m/s dans l'eau, 5 800 m/s dans l'acier). Le son ne se propage pas dans le vide, faute de matière pour que la vibration se propage en ondes sonores.
La vibration qui apparait lors de l’émission d’un son se reproduit un certain nombre de fois par seconde. Ce nombre est la fréquence du son, exprimée en hertz (symbole : Hz). Par exemple, lorsqu’un homme émet un son de 100Hz, ses cordes vocales vibrent 100 fois par seconde. Plus la vibration est rapide, plus la fréquence est élevée (et le son aigu). A l’inverse, plus la vibration est lente, plus la fréquence est basse (et plus le son est grave). En dessous de 16 Hz, les vibrations du milieu se nomment infrasons. Au-dessus de 20 kHz, soit 20 000 Hz, il s'agit d'ultrasons.
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