Mouvement, vitesse et sécurité routière
Décrire un mouvement par rapport à un référentiel. Distinguer mouvement rectiligne, circulaire, uniforme et varié. Calculer une vitesse moyenne, convertir m/s ↔ km/h. Comprendre les distances d'arrêt (réaction + freinage) et l'influence de l'état de la chaussée. Mobiliser sur la circulation des engins agricoles et la sécurité routière.
- →Caractériser un mouvement par sa trajectoire et son sens
- →Distinguer rectiligne / circulaire et uniforme / varié
- →Calculer une vitesse moyenne v = d / t
- →Convertir m/s ↔ km/h (× ou ÷ par 3,6)
- →Estimer une distance d'arrêt (réaction + freinage)
- →Mobiliser ces notions sur la conduite d'engins agricoles
01Décrire un mouvement
Trajectoire et référentiel.La trajectoire d'un objet est l'ensemble des positionsdes positions successives. Réponse : ensemble des positions qu'il occupe au cours du temps. Elle dépend du référentiel choisi (sol, train, terre). Sur l'autoroute, la trajectoire d'un tracteur est rectiligne par rapport au sol mais immobile par rapport à son conducteur.
| Type de mouvement | Trajectoire | Exemple agricole |
|---|---|---|
| Rectiligne uniforme | Droite, vitesse constante | Tracteur sur ligne droite à vitesse fixe |
| Rectiligne varié | Droite, vitesse change | Démarrage / freinage d'un véhicule |
| Circulaire uniforme | Cercleboucle fermée. Réponse : Cercle, vitesse constante | Pale de moulin à vent, scie circulaire |
| Circulaire varié | Cercle, vitesse change | Roue de tracteur qui accélère |
| Curviligne quelconque | Courbe quelconque | Faucheuse sur terrain bosselé |
Un objet peut être en mouvement par rapport à un référentiel et immobile par rapport à un autre. Le conducteur d'un tracteur est immobile par rapport à sa cabine mais en mouvement par rapport au champ. Sans préciser le référentiel, on ne peut pas dire « cet objet bouge » sans ambiguïté.
02Vitesse moyenne et conversions
- 1Identifier la distance d et la durée t avec leurs unités.
- 2Convertir si besoin : 1 km = 1 000 m ; 1 h = 3 600 s.
- 3Appliquer v = d / t. Si d en km et t en h → v en km/h. Si d en m et t en s → v en m/s.
- 4Convertir m/s → km/h en multipliant par 3,6Réponse : 3,6. Inverse : diviser par 3,6.
Un tracteur parcourt 18 km en 30 minutes. v = 18 / 0,5 = 36km/h. Réponse : 36 km/h. Soit 36 / 3,6 = 10m/s. Réponse : 10 m/s.
03Sécurité routière : distance d'arrêt
Quand un conducteur voit un obstacle, il y a d'abord un temps de réaction (≈ 1 s en moyenne, plus si fatigué ou téléphone) pendant lequel le véhicule continue à pleine vitesse. Puis le freinage entre en action. La distance d'arrêt totale est la somme des deux : d_arrêt = d_réaction + d_freinage.
| Vitesse v | d réaction (t=1s) | d freinage (sol sec) | d arrêt |
|---|---|---|---|
| 50 km/h | 14 m | 14 m | 28Réponse : 28 m |
| 70 km/h | 19 m | 27 m | 46 m |
| 90 km/h | 25 m | 45 m | 70 m |
| 110 km/h | 31 m | 67 m | 98 m |
| 130 km/h | 36 m | 94 m | 130 m |
Avec les sliders, modifie la vitesse, le temps de réaction et l'état de la route. Observe combien la distance d'arrêt double quand la vitesse augmente.
Pour un tracteur ou un convoi agricole, la masse importante allonge significativement la distance de freinage. Les engins agricoles doivent rouler à 25 km/h max sur route, et leur conducteur doit anticiper davantage les freinages et virages.
Exercices
Exercice 1— Classer des mouvementsOuvrir
Pour chaque situation, indiquer la trajectoire et le type de mouvement : (a) disque tournant à vitesse constante, (b) tracteur qui accélère sur route, (c) pomme qui tombe d'un arbre, (d) grande aiguille de l'horloge.
✓ Correction
- (a) Circulaire uniforme.
- (b) Rectiligne varié (accéléré).
- (c) Rectiligne varié (chute accélérée).
- (d) Circulaire uniforme (vitesse constante).
Exercice 2— Vitesse moyenne globaleOuvrir
Un agriculteur fait deux trajets : 30 km en 40 min à l'aller, 30 km en 30 min au retour. (a) Vitesse moyenne aller. (b) Vitesse moyenne retour. (c) Vitesse moyenne globale (attention : pas la moyenne arithmétique).
💡 Indice
Pour (c), vitesse globale = distance totale / temps total.
✓ Correction
(a) v = 30 / (40/60) = 45 km/h. (b) v = 30 / 0,5 = 60 km/h. (c) v_globale = 60 km / (70/60) h ≈ 51,4 km/h (≠ moyenne arithmétique 52,5).
Exercice 3— Téléphone au volant (problème ouvert)Ouvrir
Sans téléphone, temps de réaction 1 s ; avec téléphone, 2 s. À 90 km/h sur route sèche : (a) Calculer la distance de réaction dans les 2 cas. (b) Sachant que d_freinage = 45 m à 90 km/h sur sec, calculer la distance d'arrêt totale. (c) Si un piéton apparaît à 60 m, peut-on l'éviter ? Conclure.
✓ Correction
(a) v = 25 m/s. Sans : d_r = 25 m. Avec : 50 m. (b) Sans : 70 m. Avec : 95 m. (c) À 60 m, impossible d'éviter dans les deux cas. À 90 km/h, on ne s'arrête pas en moins de 70 m. Le téléphone aggrave gravement : c'est pourquoi il est sanctionné (135 € + 3 points).