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Vidéo de question : Comparer les vitesses moyennes de deux objets Sciences

Les positions de deux objets sont indiquées à des intervalles d’une seconde, en commençant à un instant zéro seconde. Entre quels instants la vitesse moyenne de l’objet A est-elle supérieure à la vitesse moyenne de l’objet B? [A] 0 seconde et 1 seconde [B] 1 seconde et 2 secondes [C] 2 secondes et 3 secondes [D] 0 seconde et 3 secondes

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Transcription de vidéo

Les positions de deux objets sont indiquées à des intervalles d’une seconde, en commençant à l’instant zéro seconde. Entre quels instants la vitesse moyenne de l’objet A est-elle supérieure à la vitesse moyenne de l’objet B? (A) zéro seconde et une seconde, (B) une seconde et deux secondes, (C) deux secondes et trois secondes, ou (D) zéro seconde et trois secondes.

Ici, nous avons deux objets triangulaires en mouvement et plusieurs images de leurs positions, un peu comme une photo avec un effet accéléré. Les images sont toutes données à une seconde d’intervalle, et nous pouvons compter quatre images différentes. On nous a dit que la première image, qui est tout en bas, a été pris à l’instant zéro seconde. Après cela, il y en a trois autres, nous pouvons donc prévoir où se trouveront les objets à un instant d’une, de deux et de trois secondes après la première image. Par conséquent, cette figure montre la variation des positions des objets sur un intervalle de temps total de trois secondes.

Notez que les deux objets se déplacent dans le même sens, mais ils ne se déplacent pas à la même vitesse. Si les objets se déplaçaient à la même vitesse, nous les verrions parfaitement l’un à côté de l’autre sur chaque capture d’image. Mais ce n’est pas le cas.

Maintenant, cette question nous demande de comparer leurs vitesses et d’identifier un intervalle de temps pendant lequel l’objet A se déplace plus rapidement en moyenne que l’objet B. En regardant la figure, nous pouvons voir que sur l’intervalle complet de trois secondes, l’objet B parcourt une distance totale plus grande que l’objet A. Rappelons que la vitesse d’un objet mesure la distance qu’il parcourt divisée par le temps pris. Ainsi, comme l’objet B s’est déplacé plus loin sur les trois secondes par rapport à l’objet A, l’objet B a une vitesse moyenne supérieure sur cet intervalle de temps. La réponse (D) indique l’opposé. Elle suggère que l’objet A a une vitesse moyenne supérieure entre zéro et trois secondes. Nous savons que ce n’est pas correct. Alors éliminons cette option.

Notez que les autres choix de réponses parlent de plus petits intervalles de temps, chacun d’une seconde. Pour considérer ces intervalles de temps intermédiaires, il serait utile d’annoter la figure pour montrer les instants pour lesquels chaque image a été prise+. De plus, pour simplifier la figure, imaginons que les objets laissent des traces à des intervalles réguliers. Et nous pouvons représenter les marques laissées par des objets sous forme de points pour montrer clairement leurs positions à différents moments.

Maintenant, regardons de plus près le mouvement des objets. Pour l’objet A, nous pouvons voir qu’il existe une distance égale entre chaque image. Cela signifie qu’il parcourt la même distance sur chaque intervalle d’une seconde. Nous savons donc que l’objet A se déplace à une vitesse uniforme soit constante. L’objet B se déplace cependant à une vitesse non constante car nous pouvons voir que sur chaque intervalle d’une seconde, il parcourt une distance différente. Parce que l’objet B change de vitesse, nous ne pouvons donner que sa vitesse moyenne dans chaque intervalle de temps. Entre zéro et une seconde, l’objet B ne se déplace pas très loin, il a donc une vitesse moyenne faible. Au cours de la seconde suivante, nous voyons une distance beaucoup plus grande est parcourue par l’objet, donc sa vitesse moyenne est relativement élevée. Ensuite, entre deux et trois secondes, il se déplace sur une distance moyenne différente. Donc, ici, il se déplace plus vite que lors de sa première seconde de mouvement, mais plus lentement que lors de la seconde suivante.

Maintenant, il faut comparer ces différentes vitesses à la vitesse constante de l’objet A. Le choix de réponse (A) se réfère à la toute première seconde du mouvement et suggère que l’objet A avait une vitesse moyenne plus élevée que l’objet B pendant cet intervalle. Cela est en accord avec notre figure. Nous pouvons voir que l’objet A s’est réellement déplacé plus loin que l’objet B l’a fait à la toute première seconde. Donc, l’option (A) semble être la bonne réponse.

Cependant, jetons un coup d’œil aux options (B) et (C) juste pour être sûrs. Le choix de réponse (B) suggère que l’objet A a une vitesse moyenne plus élevée que l’objet B entre une et deux secondes. En regardant la figure, nous pouvons voir que l’objet B s’éloigne en effet plus loin que l’objet A pendant cet intervalle. Cela signifie que l’objet B avait alors la plus grande vitesse moyenne. Alors éliminons ce choix de réponse. Continuons, l’option (C) fait référence à la dernière seconde du mouvement. En comparant les distances parcourues par les deux objets sur cet intervalle, nous pouvons voir que l’objet B se déplace plus loin pour cette seconde que l’objet A. Et par conséquent, l’objet B a une vitesse moyenne supérieure. Le choix de réponse (C) est également faux.

Cela nous donne encore plus confiance dans le choix de réponse (A). Pendant la première seconde du mouvement, l’objet A parcourt une distance plus grande que l’objet B. Cela signifie que sur l’intervalle de temps compris entre zéro seconde et une seconde, l’objet A a une vitesse moyenne supérieure à celle de l’objet B.

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