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Enregistrement et description d’un mouvement Thème :SportThème : Sport
Objectifs
Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi Réaliser et exploiter des enregistrements vidéo pour analyser des mouvements Porter un regard critique sur un protocole de mesure d’une durée en fonction de la précision attendue Notions visées : relativité du mouvement, référentiel, trajectoire, mesure d’une durée, chronométrage
La relativité du mouvement1) Définition du système
Pour décrire un mouvement, il faut avant tout définir le système qui sera étudié.
Exemple : Cycliste lâchant une balle, le système intéressant pour l’étude est seulement la balle.
2) Solide de référence et référentiel
Le mouvement d’un point est nécessairement décrit par rapport à un solide de référence.
Un référentiel est un solide de référence auquel on associe un repère d’espace pour le repérage des positions dans l’espace, et une horloge pour le repérage dans le temps. Toute personne ou objet fixe dans un référentiel fait partie de ce référentiel. Un référentiel terrestre est constitué d’un objet fixe par rapport à la Terre. On l’utilise pour l’étude de mouvements à la surface de la Terre.
1) Définition du système Pour décrire un mouvement, il faut avant tout définir le système qui sera étudié. Exemple : Cycliste lâchant une balle, le système intéressant pour l’étude est seulement la balle. 2) Solide de référence et référentiel Le mouvement d’un point est nécessairement décrit par rapport à un solide de référence.
Un référentiel est un solide de référence auquel on associe un repère d’espace pour le repérage des positions dans l’espace, et une horloge pour le repérage dans le temps. Toute personne ou objet fixe dans un référentiel fait partie de ce référentiel. Un référentiel terrestre est constitué d’un objet fixe par rapport à la Terre. On l’utilise pour l’étude de mouvements à la surface de la Terre.
Le temps : instant et durée
1) Mesure d’une durée
Un phénomène se produisant à un instant donné constitue un événement. A un événement particulier est associée une origine des instants t0 : tout événement à dater depuis l’origine des instants correspond à un instant ultérieur tf, avec tf > t0.
Exemple : tf : date d’aujourd’hui et t0 : Naissance J.C.
Une durée Δt est l’intervalle de temps qui s’écoule entre deux événements : Δt = tf – t0 > 0
Si on affecte la valeur t0 = 0 s à l’origine des instants, alors Δt = tf
Donner un exemple d’instant et un exemple de durée ? Que peut-on mesurer une durée ou un instant ?
2) Précision de la mesure Le temps : instant et durée2) Précision de la mesure
Î Activité documentaire
Trajectoire d’un point
La trajectoire d’un point en mouvement dans un référentiel est la courbe qui relie les positions successives de ce point au cours du temps, dans ce référentiel.
Sur la chronophotographie suivante, tracer la trajectoire de la balle en rouge
La trajectoire d’un point en mouvement dans un référentiel est la courbe qui relie les positions successives de ce point au cours du temps, dans ce référentiel. Î Sur la chronophotographie suivante, tracer la trajectoire de la balle en rouge
Vitesse d’un point1) Vitesse moyenne
La vitesse moyenne d’un point en mouvement dans un référentiel est le quotient de la distance parcourue d dans ce référentiel par la durée Δt du déplacement :
Unités : d en m ; Δt en sL’unité du système international de la vitesse est le m.s-1
2) Vitesse instantanée
Dans un référentiel choisi, la valeur de la vitesse instantanée d’un point en mouvement à un instant précis est estimée en calculant la vitesse moyenne de ce point, sur une durée la plus courte possible autour de l’instant considéré.
1) Vitesse moyenne La vitesse moyenne d’un point en mouvement dans un référentiel est le quotient de la distance parcourue d dans ce référentiel par la durée Δt du déplacement : Unités : d en m ; Δt en s
L’unité du système international de la vitesse est le m.s-1
2) Vitesse instantanée Dans un référentiel choisi, la valeur de la vitesse instantanée d’un point en mouvement à un instant précis est estimée en calculant la vitesse moyenne de ce point, sur une durée la plus courte possible autour de l’instant considéré.
Caractérisation de mouvement
Caractériser un mouvement d’un point dans un
référentiel choisi, c’est donner des informations sur la
forme de la trajectoire de ce point et sur l’évolution de la
vitesse en ce point.
- Un point dont la trajectoire dans un référentiel donné
est un segment de droite a un mouvement rectiligne.
- Un point dont la trajectoire dans un référentiel donné
est un cercle ou un arc de cercle a un mouvement
circulaire.
- Un point dont la valeur de la vitesse instantanée est
constante dans un référentiel donné a un mouvement
uniforme. Le point considéré parcourt alors des distances
égales pendant des durées égales.
Caractériser un mouvement d’un point dans un référentiel choisi, c’est donner des informations sur la forme de la trajectoire de ce point et sur l’évolution de la vitesse en ce point. ¾ Un point dont la trajectoire dans un référentiel donné est un
segment de droite a un mouvement rectiligne. ¾ Un point dont la trajectoire dans un référentiel donné est un
cercle ou un arc de cercle a un mouvement circulaire. ¾ Un point dont la valeur de la vitesse instantanée est
constante dans un référentiel donné a un mouvement uniforme. Le point considéré parcourt alors des distances égales pendant des durées égales.
ÎEXERCICES : 1, 4 et 5 p 243 12 p 245 17 p 246
Forces et mouvements Thème :Sport
Thème : Sport
Objectifs
Savoir qu’une force s’exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement et que cette modification dépend de la masse du corps Utiliser le principe d’inertie pour interpréter des mouvements simples en terme de forces. Notions visées : actions mécaniques, modélisation par une force
Actions mécaniquesEn Physique, lorsqu’un objet agit sur un autre objet, on parle d’action mécanique. L’objet qui agit est appelé le donneur, celui qui reçoit le receveur.
1) Actions mécaniques de contact et à distance
Lorsqu’il y a contact entre le donneur et le receveur, on parle d’action mécanique de contact. Dans le cas contraire, on parle d’action mécanique à distance.
2) Les effets des actions mécaniques
Les effets d’une action mécanique d’un donneur sur un receveur peuvent être : - La mise en mouvement du receveur - La modification de la trajectoire et/ou de la vitesse du receveur - La déformation du receveur
Forces
1) Le point d’application Pour une action mécanique de contact, le point d’application se situe au point de contact entre le donneur et le receveur (s’il s’agit d’une surface de contact, le point d’application est le centre de cette surface) Pour une action mécanique à distance, le point d’application se situe au centre de gravité du receveur.
2) La modélisation par uneforce Une force est caractérisée par un point d’application, une droite d’action, un sens d’action et une intensité. On la représente par un vecteur et on la note :
3) Le rôle de la masse La masse d’un corps caractérise son inertie, c’est-à-dire la difficulté à le mettre en mouvement ou à modifier son mouvement.
4) Diagramme objets–actions
Pour construire un diagramme objets – actions, il faut :
- Effectuer l’inventaire des objets concernés par l’étude en n’oubliant
pas les appuis (le sol par exemple) qui exercent une action mécanique et
la Terre, responsable de la pesanteur.
- Schématiser ces objets dans des ovales en mettant au centre l’objet
d’étude.
- Lorsqu’un objet agit sur l’objet d’étude, représenter cette action par
un trait de liaison (en trait plein pour une action de contact, en pointillés
pour une action à distance) en indiquant le sens de l’action.
Il est possible ensuite de modéliser ces actions mécaniques par des
forces, sur un schéma.
Forces
Forces Exemple :
Réalité Diagramme objets – actions Modélisation
Principe d’inertie
Lors d’un choc frontal, le passager d’une voiture (non attaché avec une ceinture de sécurité) est projeté contre le pare-brise. Pourtant, comme l’action mécanique du fauteuil sur le passager compense encore celle de la Terre, aucune action mécanique supplémentaire ne s’exerce sur lui. En réalité le passager continue son mouvement rectiligne uniforme en raison du principe d’inertie. Remarque : La vitesse n’est pas une action mécanique, car elle ne peut pas se traduire par l’action d’un objet sur un autre.
Principe d’inertie
Enoncé de la Première Loi de Newton (Principe d’inertie) :
Signification : - Si la somme des forces s’exerçant sur l’objet d’étude est nulle alors l’objet est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme. - Idem si aucune force ne s’exerce sur l’objet.
Enoncé de la Première Loi de Newton (Principe d’inertie) : « Tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement
rectiligne uniforme si les forces qui s’exercent sur lui se compensent. »
Signification : � Si la somme des forces s’exerçant sur l’objet d’étude est nulle
alors l’objet est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme.
� Idem si aucune force ne s’exerce sur l’objet. Î EXERCICES : 1 p 255 + 14 p 257 + Diagramme objets – actions
Les transformations chimiques Thème :Sport
Objectifs
Décrire un système chimique et son évolution. Écrire l’équation de la réaction chimique avec les nombres stœchiométriques corrects. Exemple d’une combustion. Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence l’effet thermique d’une transformation chimique ou physique. Réactions endothermique et exothermique.
La transformation chimique
Au cours d’une transformation chimique, les espèces chimiques sont différents avant et après. L’aspect du mélange réactionnel change.
Exemples: précipité, dégagement gazeux, changement de couleur avec parfois une augmentation ou une diminution de la température
Les réactifs sont les espèces ayant réagi. Les produits sont les espèces s’étant formés.
La transformation chimique
On décrit les états initial et final du système en précisant : -les espèces présentes -leur état physique -leur quantité de matière -les conditions de pression et de température
L’équation chimique :
C’est une écriture symbolique de la réaction avec les symboles chimiques des espèces avec leurs proportions respectives qui sont indiquées par des coefficients stoechiométriques qui ajustent l’équation.
L’équation respecte la conservation des éléments et des charges. Elle traduit l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits.
Modélisation de la réaction chimique
Modélisation de la réaction chimique
Les effets thermiques
Endothermique : Absorption de chaleur Exothermique : Libération de chaleur
La pressionThème :Sport
Objectifs
Savoir que dans les liquides et les gaz, la matière est constituée des molécules en mouvement Utiliser la relation P=F/S, F étant la force pressante exercée sur une surface S, perpendiculairement à cette surface Savoir que la différence de pression entre deux points d’un liquide dépend de la différence de profondeur Savoir que la quantité maximale de gaz dissous dans un volume donné de liquide augmente avec la pression Savoir que, à pression et température données, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz. Loi de Boyle-Mariotte.
Une question de chocs …
Les gaz sont constitués de molécules qui s’agitent en tout sens à grande vitesse. Leur mouvement incessant et rapide crée sur les parois des récipients qu’elles rencontrent des chocs très nombreux exerçant une force pressante sur ces parois. Cette force pressante est d’autant plus grande que le nombre de chocs exercés est important
De la force pressante à la pression
La pression est due à la force pressante. Elle augmente quand la force pressante augmente. Elle diminue lorsque la surface sur laquelle s’exerce cette force augmente. P=F/S P : Pression en Pascal F : Force en Newton S : Surface (m^2)
Autour de nous, toutes les particules contenues dans l’air s’agitent. La pression qu’elles exercent garde une valeur constante de l’ordre de
Patm
= 1,O13.105
Pa
Cette pression diminue avec l’altitude et varie avec les conditions météorologiques.
La pression atmosphérique
Mesurer la pression
On mesure la pression à l’aide d’un manomètre.
La pression dans les liquides
La pression exercée dans un liquide augmente avec la profondeur. Elle dépend du liquide.Elle augmente avec la masse volumique. ΔP=P-P0=ρgh
La loi de Boyle-Mariotte
A température constante,pour une quantité de matière donnée de gaz, PxV=constante Conséquence:A pression et température données, une quantité de matière donnée occupe un volume indépendant de la nature du gaz.
Solubilité d’un gaz dans un liquide
La quantité de gaz dissous augmente avec la pression.
Les molécules du sportThème :Sport
Objectifs
Les matériaux naturels et synthétiques Les groupes caractéristiques Les polymères
Les matériaux naturels et synthétiques
Une espèce chimique naturelle est une espèce chimique produite par la nature (plante, minéraux, etc).
Une espèce chimique synthétique est une espèce chimique produite artificiellement par l'homme, dans un laboratoire par exemple.
Une synthèse chimique repose sur la transformation de réactifs chimiques en produits chimiques, lors d'une réaction chimique.
Les groupes caractéristiques
Un groupe caractéristique est un groupe d’atome qui, présent dans une molécule , lui confère des propriétés particulières.
Les groupes caractéristiques
Quelles sont les groupes caractéristique dans la molécule de thréonine ?
Les polymères
Un polymère est une longue molécule constituée de la reproduction d'un même motif, appelé monomère.
Les polymères
La polymérisation désigne la réaction chimique par lequel des petites molécules réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. la synthèse conduit à des polymères.
Les polymères
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Cordages en PP
Sacs en PEHD
Bouteilles en PEHD
Boites en PE
Cuillères en PS Articles en PVC
PMMA et mobilier en PMMA
Protections
en PP
Tubes en PTFE
Poêle recouverte
de PTFE (téflon)
