TP Physique N° 07

La Relativité

du Mouvement.

Enoncé.

 

   

Programme 2010 :

Programme 2010 : Physique et Chimie

Correction

 

Matériel :

- un ordinateur  – imprimante – balle de golf

- les logiciels : Logiciel AVIMECA 2.7  ; Excel ou (tableur)

- la vidéo : CHGOLF : MOTO_TS.avi

 

I-      Étude Préliminaire.

1)- Mise en évidence.

-          Considérons un train de voyageur en mouvement. 

-          Dans un compartiment C, un voyageur V1 est assis et un voyageur  V2 se déplace dans le couloir pour rejoindre son compartiment. 

-          Sur le quai Q de la gare un observateur O1 est assis sur un banc et observe le train partir.

-          Figure 1 :

 

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-          Construire un tableau à double entrées permettant de répondre à la question : 

-          « X est en mouvement par rapport à Y » ou X représente le voyageur V1, le voyageur V2, l’observateur O1, le compartiment C, le quai Q et Y représente le voyageur V1, le voyageur V2, l’observateur O1, le compartiment C, le quai Q.

 

Mobile

Référentiel

 

V1

V2

O1

C

Q

V1

 

 

 

 

 

V2

 

 

 

 

 

O1

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

-          Mettre la lettre «O» dans la case correspondante si la réponse est affirmative, mettre une croix dans le cas contraire. 

-          Mettre un point d’interrogation lorsqu’on ne peut pas répondre.

2)- Exploitation des résultats du tableau.

-          Dans le tableau, pour un même objet X, les réponses sont-elles toujours identiques ? Pourquoi  ?

-          En tenant compte de ces éléments, dans quelles conditions peut-on dire qu‘un objet est en mouvement ?

-          Comment procède-ton pour affirmer qu’un objet est en mouvement ?

 

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sans personnage

 

II- Étude expérimentale de la chute libre d’une balle.

1)- Définition : un objet est en chute libre lorsqu’il n'est soumis qu’à l’action de son poids.

2)- Expérience 1 : Chute d’une balle lâchée d’une chaise.

a)-     Chargement du fichier.

-     Allumer l’ordinateur (code personnel),

-          cliquer sur PHYSIQUE et ouvrir le logiciel AVIMECA

-     Cliquer sur l’icône :  , sélectionner le disque DONNEES (D :) et dans le dossier vidéo, choisir le fichier CHGOLF.avi

b)-    Propriétés du clip, réglages et étalonnage :

-     Cliquer sur l’icône : Propriétés du clip  et les noter.

-     Cliquer sur l’icône  et adapter l’image à la fenêtre en cochant la case ‘’adapter’’, puis OK.

-     Visionner le clip en cliquant sur l’icône  en bas à gauche de la fenêtre.

-     Choix des axes et étalonnage : 

-          Cliquer sur l’icône étalonnage :

 

Choisir l’origine des axes. Prendre la position initiale du centre de la balle comme origine des axes. Choisir une teinte foncée pour les axes.

Point 1 : centre de la chaise

Point 2 : pied droit de la chaise

 

Marque blanche au milieu de la chaise

 

Pied de la chaise

 

-     Réalisation du pointage de la balle : On peut choisir la taille et la couleur de la cible ainsi que la taille et la forme de la marque.

-     A l’aide de la cible, viser le centre de la balle et faire un clic gauche. 

-          Après le clic, le clip avance d’une image. Renouveler l’opération jusqu’à la fin du clip. 

-          On a ainsi repéré le mouvement du centre de la balle.

-     Cliquer sur l’icône  pour mettre le tracé dans le presse-papier (exclure l’image et laisser la couleur de fond blanche). 

-          Ouvrir un document Word et Coller.

Rédiger Commenter : Préciser le référentiel d'étude, le repère d'espace et le repère de temps. 

-          Donner les conditions initiales. 

-          à partir de l'observation de l'enregistrement, donner les caractéristiques du mouvement du mouvement du centre de la balle. 

-          Donner un ordre de grandeur de la durée de la chute de la balle. 

-          Donner un ordre de grandeur de la hauteur de chute de l’objet. 

-          Quel est l’intervalle de temps entre deux mesures ?

3)- Expérience 2. Chute d’une balle lâchée d’une moto en mouvement.

a)-     Chargement du fichier : MOTO_TS.avi

b)-    Propriétés du clip, réglages et étalonnage : idem

-          Donner les propriétés du clip

-          Réaliser l’étalonnage sachant que le bâton jaune mesure 1,80 m .

-          Choisir deux points par image :

-          Le point 1 est le centre de la balle (choisir comme forme : le cercle et comme couleur le vert)

-          Le point 2 est l’extrémité (à gauche) blanche de la selle de la moto (choisir comme forme : le carré et comme couleur le bleu)

-          Réaliser le pointage du clip : 

-          Viser en premier le centre de la balle (il faut avancer le clip d’une image pour voir la balle), puis en second l'extrémité blanche de la selle. 

-          Le clip avance d’une image après le pointage des deux points.

-          Cliquer sur l’icône  pour mettre le tracé dans le presse-papier (exclure l’image et laisser la couleur de fond blanche). 

-          Ouvrir un document Word et Coller.

Rédiger Commenter : Donner les conditions initiales.

-          Donner un ordre de grandeur de la durée de la chute de la balle. 

-          Donner un ordre de grandeur de la hauteur de chute de l’objet. 

-          Quel est l’intervalle de temps entre deux mesures ?

-          Donner les caractéristiques du mouvement du centre de la balle par rapport au sol.

-          Donner les caractéristiques du mouvement de la balle par rapport à la selle de la moto.

-          Comment mettre en évidence ce mouvement à l’aide de l’option dessin de Word ?

-          Remarque : Réaliser une projection des différents points représentant la position de la balle sur l’axe y’Oy.

-          Choisir : trait et tracer un trait horizontal. Pour déplacer le trait et le positionner exactement, 

-          Il faut utiliser la combinaison de touches (Ctrl + ) ou (Ctrl + ) , (Ctrl + ) , (Ctrl + ).

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