La clé qui tombe dans la voiture

Exercice de TD · niveau 2 · physique (seconde), chapitre 2 — Description d'un Mouvement · Système, référentiel et relativité du mouvement

Énoncé

Une voiture roule à vitesse constante sur une autoroute rectiligne. Un passager laisse tomber une clé sur le plancher de la voiture.

1. Quelle force est responsable de la chute de la clé ?
2. Décrire la trajectoire de la clé dans le référentiel de la voiture, puis nommer le type de mouvement.
3. Décrire la trajectoire de la clé dans le référentiel terrestre. Est-elle identique à la précédente ? Justifier.

1. C'est le poids de la clé, l'action de la Terre dirigée vers le bas, qui la fait tomber.
2. Dans le référentiel de la voiture, la clé tombe verticalement sous le passager : sa trajectoire est un segment de droite vertical. Le mouvement est rectiligne, et non uniforme puisque la clé prend de la vitesse en tombant.
3. Dans le référentiel terrestre, la clé conserve la vitesse horizontale de la voiture tout en tombant : sa trajectoire est une courbe (un arc de parabole), donc différente de la précédente. Vue du bord de la route, la clé avance en même temps qu'elle tombe : c'est une nouvelle illustration de la relativité du mouvement.

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.