Décrire un mouvement
Référentiel, trajectoire, vitesse : les bases de la description d'un mouvement.
9 min de lecture · Quiz · 5 questions · Mis à jour le 26/09/2026
01Le mouvement dépend du référentiel
Un objet est en mouvement lorsque sa position change au cours du temps, mais cette affirmation n'a de sens que si l'on précise par rapport à quoi cette position est observée. Un voyageur assis dans un train est immobile par rapport au train, mais il est en mouvement par rapport à un observateur posté sur le quai de la gare. On appelle référentiel le solide de référence par rapport auquel on étudie le mouvement d'un objet : sans référentiel précisé, il est impossible de dire si un objet bouge ou non. Les référentiels les plus courants en seconde sont le référentiel terrestre (lié au sol) et le référentiel du véhicule (lié à une voiture, un train...).
- Référentiel
- solide de référence, muni d'un repère et d'une horloge, par rapport auquel on décrit le mouvement d'un objet.
- Trajectoire
- ligne formée par l'ensemble des positions successives occupées par un point de l'objet en mouvement, dans un référentiel donné.
- Vitesse
- grandeur qui mesure la rapidité d'un mouvement ; sa valeur moyenne s'obtient en divisant la distance parcourue par la durée du parcours.
02Trajectoire et vitesse
La trajectoire d'un point d'un objet peut prendre différentes formes : rectiligne (une droite), circulaire (un cercle) ou plus complexe (courbe quelconque). Comme pour le mouvement lui-même, la forme de la trajectoire dépend du référentiel choisi : un point situé sur le bord d'une roue de vélo décrit une trajectoire circulaire dans le référentiel du cadre du vélo, mais une trajectoire beaucoup plus complexe (une cycloïde) dans le référentiel terrestre. La vitesse moyenne v d'un mobile se calcule par la relation v = d / Δt, où d est la distance parcourue (en mètres) et Δt la durée du parcours (en secondes) ; elle s'exprime alors en mètres par seconde (m/s), même si l'on convertit souvent en kilomètres par heure (km/h) dans la vie courante.
03Le vecteur vitesse
Pour décrire complètement le mouvement d'un point à un instant donné, la valeur de la vitesse ne suffit pas : il faut aussi indiquer sa direction et son sens. C'est pourquoi on utilise un vecteur vitesse, représenté par une flèche tangente à la trajectoire au point considéré, orientée dans le sens du mouvement. La longueur de cette flèche, à une échelle choisie, est proportionnelle à la valeur de la vitesse : plus le mobile va vite, plus le vecteur vitesse est long. Sur une trajectoire rectiligne, le vecteur vitesse garde toujours la même direction ; sur une trajectoire circulaire, sa direction change à chaque instant tout en restant tangente au cercle.
04Méthode : calculer une vitesse moyenne
- Identifie le référentiel dans lequel le mouvement est étudié.
- Relève la distance parcourue d (en m) et la durée du parcours Δt (en s), en veillant à l'homogénéité des unités.
- Calcule v = d / Δt, puis convertis le résultat dans l'unité demandée si nécessaire (1 m/s = 3,6 km/h).
05Erreurs fréquentes
- ✗ Décrire un mouvement sans préciser le référentiel : la même situation peut être un mouvement ou un repos selon le référentiel choisi.
- ✗ Oublier de convertir les unités (mélanger km et m, ou h et s) avant de calculer une vitesse.
- ✗ Croire que le vecteur vitesse a toujours la même direction, même sur une trajectoire circulaire.
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