Mouvement rectiligne uniforme

Ce qu'il faut comprendre

Quand tu observes un objet qui se déplace, tu peux décrire son mouvement. Le mouvement rectiligne uniforme (MRU) est le plus simple : l'objet se déplace en ligne droite et sa vitesse ne change pas. Par exemple, une voiture qui roule à 90 km/h sur une autoroute droite sans accélérer ni freiner. Comprendre le MRU te permet de modéliser des situations réelles et de prévoir où sera l'objet à un instant donné.

Les notions essentielles

Système

Le système est l'objet dont on étudie le mouvement. On le choisit selon ce qu'on veut décrire. Par exemple, une voiture, une balle, ou même une personne.

Référentiel

Pour décrire un mouvement, il faut un référentiel : un objet de référence par rapport auquel on observe le mouvement. En Seconde, on utilise souvent le référentiel terrestre (lié à la Terre). Attention : le mouvement est relatif ! Un objet peut être immobile dans un référentiel et mobile dans un autre.

Trajectoire

C'est l'ensemble des positions successives occupées par le système au cours du temps. Dans un MRU, la trajectoire est une ligne droite.

Vitesse

La vitesse moyenne se calcule par :

v = d / Δt

v : vitesse (en m/s ou km/h)
d : distance parcourue (en m ou km)
Δt : durée du parcours (en s ou h)

Dans un MRU, la vitesse est constante : elle ne change pas au cours du temps.

Vecteur vitesse

Le vecteur vitesse possède trois caractéristiques :

direction : celle du mouvement (tangente à la trajectoire)
sens : celui du mouvement
valeur : la vitesse (norme du vecteur)

Dans un MRU, le vecteur vitesse est constant : même direction, même sens, même valeur.

Méthode

Pour étudier un MRU, suis ces étapes :

Définir le système et le référentiel : choisis l'objet et le référentiel (souvent terrestre).
Relever les données : note les positions et les instants (souvent donnés dans un tableau).
Vérifier que le mouvement est rectiligne uniforme : les points sont alignés (trajectoire droite) et la vitesse est constante (même distance parcourue pendant des durées égales).
Calculer la vitesse : utilise v = d / Δt.
Tracer le vecteur vitesse : à chaque position, dessine une flèche de longueur proportionnelle à la vitesse, dans la direction et le sens du mouvement.

Exemple corrigé

Énoncé : Une voiture parcourt une ligne droite. On relève sa position toutes les 2 secondes :

t = 0 s : position 0 m
t = 2 s : position 40 m
t = 4 s : position 80 m
t = 6 s : position 120 m

Le mouvement est-il rectiligne uniforme ?
Calcule la vitesse.
Représente le vecteur vitesse à t = 4 s (échelle : 1 cm pour 10 m/s).

Correction :

Les positions sont alignées (trajectoire droite). Entre deux instants successifs, la distance parcourue est toujours 40 m (de 0 à 40, de 40 à 80, etc.) et la durée est toujours 2 s. Donc la vitesse est constante. Le mouvement est rectiligne uniforme.
v = d / Δt = 40 m / 2 s = 20 m/s.
Le vecteur vitesse a une valeur de 20 m/s. À l'échelle 1 cm pour 10 m/s, la flèche mesure 2 cm. Direction : horizontale (ligne droite). Sens : vers l'avant (de la gauche vers la droite). On trace une flèche de 2 cm à partir du point à t = 4 s.

Erreurs fréquentes

Confondre vitesse moyenne et vitesse instantanée : en MRU, elles sont égales car la vitesse est constante. Mais attention, dans d'autres mouvements, ce n'est pas le cas.
Oublier le référentiel : un mouvement n'a de sens que par rapport à un référentiel. Précise-le toujours.
Inverser distance et durée : dans v = d / Δt, la distance est au numérateur, la durée au dénominateur.
Négliger les unités : convertis les km en m et les h en s si nécessaire. Par exemple, 90 km/h = 90 000 m / 3600 s = 25 m/s.
Tracer un vecteur vitesse sans respecter l'échelle : la longueur de la flèche doit être proportionnelle à la valeur de la vitesse.

À retenir

MRU : trajectoire droite et vitesse constante.
v = d / Δt.
Le vecteur vitesse a direction, sens et valeur ; il est constant dans un MRU.
Toujours préciser le système et le référentiel.

Pour s'entraîner

Pour vérifier que tu as bien compris, entraîne-toi avec les exercices et quiz disponibles sur AlloSeconde. Tu peux aussi consulter la fiche de révision sur le mouvement rectiligne uniforme.