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La variation du déplacement de deux objets avec le temps est illustrée par le graphique. Les flèches grises sur le schéma ont la même longueur. Laquelle des affirmations suivantes sur les vitesses et les vecteurs vitesse des deux objets est correct ? (A) Leurs vitesses sont les mêmes, mais leurs vecteurs vitesse sont différentes. (B) Leurs vitesses et leurs vecteurs vitesse sont identiques. (C) Leurs vecteurs vitesse sont les mêmes, mais leurs vitesses sont différentes. (D) Leurs vitesses et leurs vecteurs vitesse sont différents.
Cette question concerne un graphique déplacement-temps et on nous interroge sur les vitesses et les vecteurs vitesse des deux objets dont le mouvement est indiqué sur ce graphique. Nous pouvons voir que les deux objets, rouge et bleu, commencent à la même position, un déplacement de zéro. L’objet bleu se déplace alors dans le sens positif du déplacement, tandis que l’objet rouge se déplace dans le sens négatif.
Rappelons que le vecteur vitesse d’un objet est donnée par la pente de sa droite sur un graphique déplacement-temps. Deux droites de pente égale correspondent donc à deux objets se déplaçant avec des vecteurs vitesse égaux. Nous pouvons voir que la droite bleue a une pente positive, tandis que la droite rouge a une pente négative. Cela signifie que le sens du vecteur vitesse de chaque objet est différent. Puisque le vecteur vitesse est une grandeur vectorielle avec à la fois une intensité et un sens, deux vecteurs vitesse ne sont égaux que si ils ont à la fois la même intensité et le même sens. Puisque dans ce cas les sens sont différents, nous savons que les deux objets n’ont pas le même vecteur vitesse.
On nous dit que ces deux flèches grises ont la même longueur. Cela signifie que, pendant une période de temps donné, l’objet bleu parcourt la même distance dans le sens positif que l’objet rouge dans le sens négatif. Cela signifie que les intensités des vecteurs vitesses des deux objets sont égales. Rappelons maintenant que la vitesse d’un objet est égale à l’intensité de son vecteur vitesse Puisque ces deux objets ont des intensités égales pour leurs vecteurs vitesse, nous savons qu’ils ont des vitesses égales.
Nous avons donc constaté que les objets ont la même vitesse, mais qu’ils ont des vecteurs vitesse différents. La bonne réponse est donc la réponse (A). Leurs vitesses sont les mêmes, mais leurs vecteurs vitesse sont différents.