La définition ne change pas
« Définir le vecteur vitesse comme la dérivée du vecteur position par rapport au temps » (programme de spécialité Physique-Chimie de terminale générale). La définition du vecteur vitesse ne change pas mais les concepteurs des programmes de physique-chimie de 2019 visent une construction progressive de cette notion de la seconde à la terminale, en cohérence avec les apprentissages en mathématiques.
Ainsi en seconde GT on commence par « [a]pprocher le vecteur vitesse d’un point à l’aide du vecteur déplacement MM’ , où M et M’ sont les positions successives à des instants voisins séparés de Δt ». Le programme préconise l’utilisation d’un langage de programmation pour représenter le vecteur vitesse : on assimile alors la vitesse en i au déplacement entre les positions i et i+1, rapporté à l’intervalle de temps correspondant (cf. les ressources mises à disposition sur Eduscol telles que celle-ci sur la représentation d’un vecteur vitesse en Python avec une boucle for)
Deux méthodes pour approcher expérimentalement le vecteur vitesse :
- La méthode du point d’après (Mi~Mi+1) est moyennement performante (approximation à l’ordre 1), mais elle présente une meilleure cohérence entre le cours de physique et celui de mathématiques (définition de la dérivée, limite). C’est un des choix des concepteurs des programmes pour une meilleure construction du sens par l’élève.
- La méthode centrée ou symétrique (Mi-1~Mi+1) est plus performante (approximation à l’ordre 2). L’élève peut difficilement lui donner du sens, car elle est mise en œuvre sans l’appui théorique des mathématiques. Elle peut avoir son intérêt expérimentalement, si on souhaite se rapprocher au mieux de la dérivée.
Dans la vidéo suivante, O. Chaumette et J. Vince (académie de Lyon) proposent de clarifier les choix didactiques des programmes de 2019 au sujet de la construction progressive du vecteur vitesse. Cette vidéo permet aussi de justifier les choix réalisés et leurs liens avec les mathématiques au cours des trois années du lycée.
https://physique-chimie.enseigne.ac-lyon.fr/spip/spip.php?article1165
