Fiche 06 — Accélération · Physique Seconde

1. Qu'est-ce que l'accélération ?

La vitesse d'une voiture n'est jamais vraiment constante : on accélère, on freine, on prend des virages. L'accélération mesure à quelle vitesse la vitesse change. C'est la variation de vitesse par unité de temps.

Si en 1 seconde tu passes de 0 à 10 m/s, ton accélération est de 10 m/s par seconde — qu'on écrit 10 m/s². L'exposant 2 vient du "par seconde" : m/s par s = m/s².

Définition

L'accélération est la variation de vitesse par unité de temps. Elle mesure à quelle rapidité la vitesse d'un objet change — que ce soit en augmentant, en diminuant, ou en changeant de direction.

a = Δv / Δt = (v_f − v_i) / Δt Accélération moyenne · Δv en m/s · Δt en s · a en m/s²

2. L'unité — que signifie m/s² ?

L'unité d'accélération est le mètre par seconde carré (m/s²). Concrètement : une accélération de 1 m/s² signifie que la vitesse augmente de 1 m/s à chaque seconde.

L'accélération la plus connue : la pesanteur terrestre g ≈ 9,8 m/s². Un objet en chute libre gagne 9,8 m/s de vitesse chaque seconde. Après 1 s : 9,8 m/s. Après 2 s : 19,6 m/s. Après 3 s : 29,4 m/s. Etc.

Situation	Accélération	Interprétation
Chute libre sur Terre	9,8 m/s²	+9,8 m/s chaque seconde
Voiture sportive (0→100 km/h en 4 s)	≈ 6,9 m/s²	Accélération très soutenue
Voiture citadine (0→100 km/h en 12 s)	≈ 2,3 m/s²	Accélération normale
Freinage d'urgence	−8 à −10 m/s²	Décélération forte (valeur négative)
Décollage navette spatiale	≈ 30 m/s²	≈ 3 g — les astronautes pèsent 3× leur poids

3. Accélération positive, négative — et le piège de la "décélération"

Le signe de l'accélération

L'accélération est un vecteur — elle a un sens. Sur un axe horizontal orienté vers la droite :

— a > 0 : la vitesse augmente dans le sens positif (accélération).
— a < 0 : la vitesse diminue (si l'objet va vers la droite) — on dit parfois "décélération".
— a = 0 : la vitesse est constante (MRU — fiche 07).

⚠️ Deux erreurs très fréquentes

1. "Décélérer" ≠ accélération nulle. Freiner, c'est avoir une accélération négative (opposée au mouvement), pas nulle. L'accélération nulle correspond au mouvement uniforme — quand la vitesse ne change pas du tout.

2. Vitesse grande ≠ accélération grande. Un avion à 900 km/h en croisière parfaitement constante a une accélération nulle. Une balle au moment où on la lance a une grande accélération même si sa vitesse initiale est faible. La vitesse dit où tu en es ; l'accélération dit comment ça évolue.

4. Le vecteur accélération

Comme la vitesse, l'accélération est un vecteur. Le vecteur accélération mesure la variation du vecteur vitesse par unité de temps :

a^→ = Δv^→ / Δt = (v₂^→ − v₁^→) / Δt Vecteur accélération moyen · Δv→ en m/s · Δt en s · a→ en m/s²

Fig. 1 — Sur un graphe v(t), la pente = accélération

Fig. 2 — a→ = Δv→ / Δt (variation du vecteur vitesse)

💡

Sur un graphe v(t) : l'accélération = la pente de la courbe. Droite montante → accélération positive. Droite descendante → accélération négative. Droite horizontale → accélération nulle (MRU). C'est la lecture graphique la plus importante de toute la cinématique seconde.

5. Pour aller plus loin

⚡ Hors-programme — pour les curieux

En mouvement circulaire uniforme (vitesse scalaire constante, direction qui tourne), l'accélération pointe toujours vers le centre du cercle — c'est l'accélération centripète : a_c = v² / R. Plus surprenant encore : même si on freine dans un virage, les deux accélérations (centripète et de freinage) s'additionnent vectoriellement. C'est pourquoi freiner dans un virage est dangereux : l'accélération totale peut dépasser l'adhérence des pneus. Les ingénieurs F1 optimisent ce compromis à chaque centième de seconde. 🏁

✏️ Exercice — La voiture sportive

Une voiture part de l'arrêt et atteint 100 km/h en 5 secondes. Elle roule ensuite à vitesse constante 3 secondes, puis freine pour revenir à 0 en 4 secondes.

1. Calculer l'accélération lors de la phase d'accélération (en m/s²).
2. Quelle est l'accélération lors de la phase à vitesse constante ?
3. Calculer l'accélération lors du freinage. Quel est son signe ? Que signifie-t-il ?

Voir la correction

1. Convertir : 100 km/h = 100 / 3,6 ≈ 27,8 m/s.
a = Δv / Δt = (27,8 − 0) / 5 = 5,56 m/s²

2. Vitesse constante → Δv = 0 → a = 0 m/s².
(C'est la définition du MRU — fiche 07.)

3. a = Δv / Δt = (0 − 27,8) / 4 = −6,95 m/s².
Le signe négatif signifie que l'accélération est opposée au sens du mouvement : c'est bien un freinage. La valeur est plus grande en module que l'accélération au démarrage — une bonne voiture freine plus vite qu'elle n'accélère.