Objectifs

• Reconnaître une rotation autour d’un axe fixe.
• Distinguer centre et point de la jante.
• Comparer roue sur support et roue d’un vélo qui avance.

D’abord préciser ce qui est observé

Un mouvement se décrit par rapport à un objet choisi comme référence. Observe-t-on le centre de la roue ou un repère sur le pneu ? Le vélo est-il immobilisé ou roule-t-il ? Ces précisions sont nécessaires avant de qualifier le mouvement. Le cours compare ces situations ; il ne reconstitue pas une consigne d’exercice manquante.

Une roue tourne sur un support fixé au sol. Un élève dit : « Le centre ne bouge pas, donc la roue entière est immobile. » Son argument suffit-il ?

Rotation autour d’un axe fixe

Dans une rotation autour d’un axe fixe, les points qui ne sont pas sur l’axe décrivent des cercles centrés sur cet axe. Dans le plan de la roue, un point de la jante reste à une distance constante du centre. Les points situés sur l’axe restent fixes dans cette référence. Une roue rigide peut ainsi garder sa forme tout en changeant d’orientation.

Prédis la prochaine position du repère, puis révèle les étapes. Les lettres indiquent des positions successives du même repère, pas plusieurs marques.

Après un tour complet, que retrouve la marque sur la jante d’une roue dont l’axe reste fixe ?

Une roue qui roule : deux descriptions à distinguer

Par rapport au sol, le centre avance tandis que la roue tourne : le mouvement combine déplacement du centre et rotation. La trajectoire d’une marque sur la jante n’est donc pas un cercle fixé au sol. Par rapport au cadre du vélo, le centre de la roue reste à la même place et la marque tourne autour de lui. La description dépend de la référence choisie.

Une camarade affirme : « La roue tourne autour de son axe ; le centre est donc toujours immobile par rapport à la route. » Comment corriger ?

Erreurs fréquentes

Résumé

Indique le point observé, la référence et le déplacement éventuel de l’axe avant de conclure sur le mouvement.

Cartes mémo : réponds avant de retourner