La vitesse d'un mouvement en CM2 : leçon, exercices et évaluation

Observer un mouvement

Regarde une voiture qui avance, une bille qui roule, un ascenseur qui monte ou un élève qui marche dans la cour : leur position change au fil du temps. On dit qu’ils sont en mouvement. Au contraire, un livre posé sur une table ne change pas de position par rapport à la table : il est immobile, ou au repos. Pour savoir si quelque chose bouge, il faut toujours préciser par rapport à quoi tu observes. Dans un train qui roule, ton sac posé à côté de toi est immobile par rapport à ton siège. Mais il est en mouvement par rapport au quai de la gare. Cette précision évite bien des erreurs. En sciences, un mouvement se décrit notamment par le chemin suivi, appelé la trajectoire, et par la vitesse. La vitesse répond à une question simple : le déplacement est-il lent, rapide, ou plus rapide qu’un autre ? Nova te conseille de ne pas te fier seulement à tes yeux : une vidéo ralentie peut faire paraître lent un mouvement pourtant très rapide. Pour comparer correctement, utilise des distances et des durées.

Le mot important : vitesse

Distance, durée et vitesse : trois informations liées

Pour parler de vitesse avec précision, repère trois grandeurs. La distance est la longueur du trajet parcouru : elle peut être indiquée en mètres ou en kilomètres. La durée est le temps nécessaire au déplacement : elle peut être exprimée en secondes, minutes ou heures. La vitesse relie la distance et la durée. Imagine deux enfants qui partent en même temps au début d’un couloir. Après 10 secondes, l’un se trouve à 20 m et l’autre à 35 m. Pendant la même durée, le second a parcouru une plus grande distance : il s’est déplacé plus vite. Imagine maintenant deux cyclistes qui doivent parcourir le même trajet de 2 km. Le premier met 8 minutes et le second 10 minutes. Pour une même distance, le premier met moins de temps : il va plus vite. Retenir ces deux situations suffit souvent à comparer des mouvements sans effectuer de calcul compliqué. Vérifie toujours d’abord ce qui est identique : la durée ou la distance.

Deux façons sûres de comparer des vitesses

La méthode de Nova pour comparer deux mouvements

• Lis toutes les informations : repère l’objet, la distance, la durée et les unités utilisées.
• Demande-toi si les deux objets ont parcouru la même distance.
• Si la distance est la même, cherche celui qui a mis le moins de temps.
• Sinon, demande-toi si les deux objets se sont déplacés pendant la même durée.
• Si la durée est la même, cherche celui qui a parcouru la plus grande distance.
• Si rien n’est identique, transforme les informations pour pouvoir comparer dans les mêmes conditions.
• Rédige une phrase complète : « … est plus rapide que … car … ».

Quand les durées sont différentes

Parfois, aucune information n’est directement comparable. Par exemple, un robot parcourt 12 m en 3 secondes et un autre parcourt 15 m en 5 secondes. Tu ne peux pas dire tout de suite que le second est plus rapide simplement parce que 15 est plus grand que 12 : il a aussi roulé plus longtemps. Cherche alors la distance parcourue en une même durée. Ici, le premier robot parcourt 4 m en 1 seconde, car 12 ÷ 3 = 4. Le second robot parcourt 3 m en 1 seconde, car 15 ÷ 5 = 3. Pendant 1 seconde, le premier va donc plus loin : il est plus rapide. Cette distance parcourue pendant une seconde peut être exprimée en mètres par seconde, noté m/s. Tu rencontreras aussi des vitesses en kilomètres par heure, noté km/h. Cela signifie la distance qui serait parcourue pendant une heure à cette vitesse. Ne mélange jamais les unités : pour comparer directement, les distances doivent être exprimées avec la même unité et les durées aussi. Par exemple, 1 minute vaut 60 secondes. Si nécessaire, convertis avant de comparer.

Attention aux comparaisons trompeuses

Décrire un mouvement qui change

La vitesse d’un objet n’est pas toujours la même pendant tout son trajet. Une trottinette peut démarrer lentement, accélérer dans une descente, puis ralentir avant un passage piéton. Accélérer, c’est aller de plus en plus vite. Ralentir, c’est aller de moins en moins vite. Quand un objet s’arrête, sa vitesse devient nulle : il ne se déplace plus par rapport au repère choisi. Tu peux observer ces changements sur une suite de positions dessinées à intervalles de temps réguliers. Si les positions sont de plus en plus éloignées les unes des autres, l’objet accélère. Si elles sont de moins en moins éloignées, il ralentit. Si les écarts sont égaux, la vitesse reste constante. Attention : cette lecture est valable seulement si chaque position a été relevée après la même durée, par exemple toutes les secondes. Nova appelle cela « regarder les traces à temps égal ». C’est une enquête très utile pour comprendre un mouvement.

Lire une suite de positions

La trajectoire n’est pas la vitesse

Ne confonds pas la trajectoire et la vitesse. La trajectoire est le chemin suivi par l’objet. Elle peut être rectiligne, comme celle d’un ascenseur qui monte tout droit ; circulaire, comme celle d’un point sur une roue qui tourne ; ou courbe, comme celle d’un ballon lancé. La vitesse dit seulement avec quelle rapidité l’objet se déplace. Deux objets peuvent avoir des trajectoires différentes et aller à la même vitesse. À l’inverse, deux objets peuvent suivre le même chemin mais ne pas aller aussi vite l’un que l’autre. Pour décrire complètement une situation, formule deux idées séparées. Tu peux écrire : « Le ballon suit une trajectoire courbe. Il ralentit en montant. » Ou : « Le train suit une trajectoire rectiligne sur cette portion de voie. Sa vitesse est constante. » Ces phrases précises montrent que tu observes vraiment le mouvement.

Le test express de Nova

Bien rédiger sa conclusion

En sciences, une réponse courte mais justifiée est plus solide qu’un simple nom. Évite d’écrire seulement « le vélo ». Explique ton choix avec les données. Tu peux utiliser ces modèles : « Pendant la même durée de 5 minutes, le vélo parcourt 800 m et le piéton 400 m ; le vélo est donc plus rapide. » Ou encore : « Les deux coureurs parcourent 200 m ; Lina met 40 secondes et Sam 45 secondes. Lina est donc plus rapide car elle met moins de temps pour la même distance. » Si tu as calculé une distance pour une seconde, indique-la : « Le robot A parcourt 4 m en 1 seconde, contre 3 m pour le robot B. Le robot A est plus rapide. » Pour l’entrée en 6e, entraîne-toi à toujours citer la distance et la durée qui prouvent ta réponse. Nova est formel : une conclusion bien expliquée ne laisse aucune pièce détachée dans ton raisonnement.