Mouvement et vitesse — Entraînement Brevet 2026

En physique, le mouvement est toujours relatif à un référentiel. Un objet est en mouvement si sa position change par rapport à ce référentiel. Par exemple, un passager assis dans un train est immobile par rapport au train, mais en mouvement par rapport au quai de la gare. Il est essentiel de toujours préciser le référentiel pour décrire un mouvement.

La vitesse moyenne v se calcule avec la formule v = d / t, où d est la distance parcourue (en mètres, kilomètres...) et t est la durée du parcours (en secondes, heures...). Cette formule signifie que la vitesse représente la distance parcourue par unité de temps. Par exemple, si une voiture parcourt 100 km en 2 heures, sa vitesse moyenne est de 100/2 = 50 km/h.

Pour calculer la vitesse en km/h, il faut exprimer la durée en heures. 45 minutes correspondent à 45/60 = 0,75 heure. Ensuite, on applique la formule v = d / t = 18 km / 0,75 h = 24 km/h. Une erreur fréquente est d'utiliser les minutes directement sans conversion, ce qui donnerait 18/45 = 0,4 km/min, qu'il faudrait ensuite multiplier par 60 pour obtenir 24 km/h. Pense toujours à vérifier l'unité du temps !

Un mouvement rectiligne uniforme (MRU) présente deux caractéristiques principales : la trajectoire est une ligne droite (rectiligne) et la valeur de la vitesse reste constante (uniforme). Cela signifie que l'objet parcourt des distances égales pendant des durées égales. Par exemple, une voiture qui roule sur une autoroute droite à 130 km/h de manière régulière a un mouvement rectiligne uniforme.

La conversion entre m/s et km/h repose sur les relations : 1 km = 1000 m et 1 h = 3600 s. Donc, 1 m/s = (1/1000) km / (1/3600) h = (1/1000) × (3600/1) = 3600/1000 = 3,6 km/h. Ainsi, pour convertir 20 m/s en km/h, on calcule 20 × 3,6 = 72 km/h. Retiens ce facteur 3,6, il est très utile !

Il faut d'abord convertir la vitesse en m/s : 90 km/h = 90 / 3,6 ≈ 25 m/s. La distance d parcourue pendant un temps t à vitesse constante v est donnée par d = v × t. Ici, t = 2 s. Donc d = 25 m/s × 2 s = 50 m. La voiture parcourt environ 50 mètres en 2 secondes, c'est donc la distance de sécurité minimale à respecter. Cette application montre l'importance de la relation entre vitesse, temps et distance en sécurité routière.

À partir de la formule de la vitesse v = d / t, on peut isoler le temps : t = d / v. Ici, d = 300 km et v = 240 km/h. Donc t = 300 / 240 = 1,25 heure. Il faut convertir 0,25 heure en minutes : 0,25 × 60 = 15 minutes. La durée du trajet est donc de 1 heure et 15 minutes. N'oublie pas que 0,25 h ne correspond pas à 25 minutes, mais à un quart d'heure !

La vitesse instantanée est la vitesse d'un objet à un instant précis. C'est ce qu'indique le compteur de vitesse d'une voiture à un moment donné. Elle peut varier au cours du trajet (accélération, freinage). Au contraire, la vitesse moyenne est calculée sur l'ensemble d'un parcours : c'est la distance totale divisée par la durée totale. Par exemple, lors d'un trajet en ville avec des arrêts, la vitesse instantanée passe de 0 à 50 km/h, tandis que la vitesse moyenne est plus faible.

Méthode 1 : convertir la distance. 800 m = 0,8 km. Temps t = d / v = 0,8 km / 5 km/h = 0,16 h. Convertir en minutes : 0,16 × 60 = 9,6 minutes. Méthode 2 : convertir la vitesse. 5 km/h = 5000 m / 60 min ≈ 83,3 m/min. Temps t = 800 m / 83,3 m/min ≈ 9,6 min. La clé est de toujours utiliser des unités cohérentes (km et h, ou m et min) dans le calcul. 9,6 min correspond à 9 minutes et 36 secondes.

Pour un mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante), la distance parcourue d est proportionnelle au temps t écoulé : d = v × t. Sur un graphique distance-temps, une relation de proportionnalité est représentée par une droite passant par l'origine. Plus la vitesse v est grande, plus la pente de la droite est forte. Une droite horizontale indiquerait une distance constante (objet immobile), et une courbe une vitesse variable.