🔬 Fiche de révision · Sciences 4e · Physique-Chimie

Mouvements et interactions

Fiche en 3 parties · lecture ~6 min · alignée sur le programme officiel de 4e

Calculer une vitesse et représenter un mouvement

La vitesse moyenne d'un objet se calcule avec la formule : v = d / t

Où : • v est la vitesse (en m/s ou km/h) • d est la distance parcourue (en m ou km) • t est la durée du parcours (en s ou h)

Attention aux unités ! Pour passer de km/h à m/s, on divise par 3,6. Pour passer de m/s à km/h, on multiplie par 3,6.

Sur un graphique position-temps : • Une droite croissante = mouvement uniforme (vitesse constante) • Une courbe de plus en plus pentue = mouvement accéléré • Une droite horizontale = objet immobile

La pente (inclinaison) de la courbe représente la vitesse : plus la pente est forte, plus la vitesse est grande.

Exemple

Une voiture parcourt 240 km en 3 heures. Calcule sa vitesse moyenne en km/h puis en m/s.

Solution : v = d / t = 240 km / 3 h = 80 km/h. En m/s : 80 / 3,6 ≈ 22,2 m/s.

On applique la formule v = d/t. Pour convertir en m/s, on divise par 3,6 car 1 km/h = 1000 m / 3600 s ≈ 0,278 m/s.

Teste-toi : Sur un graphique position-temps, que représente une droite horizontale ?voir la réponse

Une droite horizontale signifie que la position ne change pas : l'objet est immobile.

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Les interactions : contact et à distance

Un objet peut interagir avec un autre de deux manières :

1. Interaction de contact : les objets se touchent. Exemples : pousser une boîte, friction entre deux surfaces, tension d'un fil.

2. Interaction à distance : les objets n'ont pas besoin de se toucher. Exemples : gravitation (poids), magnétisme, force électrostatique.

Le poids d'un objet est une force d'interaction gravitationnelle exercée par la Terre. Il se calcule avec P = m × g, où m est la masse (en kg) et g ≈ 9,8 N/kg (ou 10 N/kg en approximation).

Attention : la masse (en kg) est une propriété de l'objet qui ne change pas. Le poids (en newtons, N) dépend de l'attraction gravitationnelle et varie selon la planète.

Exemple

Un astronaute a une masse de 70 kg. Sur Terre, g = 10 N/kg. Sur la Lune, g = 1,6 N/kg. Quel est son poids sur Terre et sur la Lune ?

Solution : Sur Terre : P = 70 × 10 = 700 N. Sur la Lune : P = 70 × 1,6 = 112 N.

La masse reste 70 kg partout. Le poids change car il dépend de g. Sur la Lune, l'attraction est plus faible, donc le poids est plus petit.

Teste-toi : Le poids d'un objet est-il une interaction de contact ou à distance ?voir la réponse

Le poids est une interaction à distance, due à l'attraction gravitationnelle.

Représenter les forces sur un schéma

Une force se représente par un vecteur (une flèche) qui possède : • Un point d'application (où la force s'exerce) • Une direction (la ligne sur laquelle elle agit) • Un sens (le côté vers lequel elle pousse ou tire) • Une valeur ou intensité (en newtons, N), proportionnelle à la longueur de la flèche

Sur un schéma d'objet, on représente souvent : • Le poids P vertical vers le bas • La réaction du support R vertical vers le haut (quand l'objet repose sur une surface)

Lorsque ces deux forces ont la même valeur et des sens opposés, l'objet est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (principe d'inertie).

Les frottements s'opposent toujours au mouvement. Sans frottement, un objet en mouvement continuerait indéfiniment (comme sur de la glace parfaite).

Exemple

Un livre de masse 500 g est posé immobile sur une table. Représente les forces qui s'exercent sur lui et calcule leur valeur.

Solution : Poids P = 0,5 kg × 10 N/kg = 5 N vers le bas. Réaction du support R = 5 N vers le haut.

Le livre est immobile, donc les forces se compensent. Le poids attire vers le bas, la table repousse vers le haut avec la même intensité.

Teste-toi : Si un objet est immobile sur une table, que peut-on dire de la réaction du support par rapport au poids ?voir la réponse

La réaction du support compense le poids : elle a la même intensité, la même direction, mais un sens opposé.

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