Cinématique

La cinématique est la branche de la mécanique qui décrit le mouvement des objets sans se préoccuper des causes (les forces). Elle répond aux questions : où est l'objet ? À quelle vitesse se déplace-t-il ? Son mouvement accélère-t-il ou ralentit-il ?

Pour décrire un mouvement, il faut d'abord savoir par rapport à quoi on l'observe. On utilise un référentiel : un repère fixe (un point d'origine + des axes) avec une horloge.

Exemple concret : sur une piste d'athlétisme, on place l'origine au départ, l'axe x dans le sens de la course, l'axe y vers le haut. Un gymnaste qui fait un salto est immobile par rapport à lui-même, mais en rotation par rapport au sol. Le mouvement dépend toujours du référentiel choisi !

Ne confonds pas deux notions qui semblent proches mais sont très différentes :

• Le déplacement est un vecteur : il relie le point de départ au point d'arrivée en ligne droite. Il a une direction, un sens et une longueur.
• La distance parcourue est un simple nombre positif : la longueur totale du trajet suivi, avec toutes les courbes.

Exemple : un nageur fait un 50 m en bassin de 25 m. Sa distance parcourue est 50 m, mais son déplacement est nul (il revient au point de départ) !

La vitesse caractérise la rapidité avec laquelle un objet change de position. On distingue deux types :

• La vitesse moyenne : distance totale divisée par le temps total.
• La vitesse instantanée : vitesse à un instant précis, mesurée sur un intervalle très court.

Pour convertir des m/s en km/h, on multiplie par 3,6.

Pour convertir des km/h en m/s, on divise par 3,6.