TP 16 032011

RELATIVITE DU MOUVEMENTA/ ETUDE DU MOUVEMENT D’UNE BALLE LACHEE PAR UN CYCLISTEVous voyez passer un cycliste se déplaçant à vitesse constante de A à B. A la verticale du point A, il lâche une balle. Lorsque la balle touche le sol, le cycliste est en B.

I/ Hypothèses1. Selon vous, où va tomber la balle ? en A ? en B ? entre A et B ?2. Représentez sur le schéma la manière dont vous la voyez tomber.3. Quelle serait alors la trajectoire de la balle par rapport au sol ?4. Quelle serait la trajectoire de la balle par rapport au cadre du vélo ?5. Quelle serait la trajectoire d’un point du cadre du vélo par rapport au sol ?

II/ Traitement du film vidéo à l’aide du logiciel AVIMECA1. Ouverture du clip vidéoOuvrir le logiciel « Aviméca ». Utiliser la fiche d’aide pour ouvrir le clip « vélo et balle».Adapter la taille de l’image à la zone d’écran disponible : Clip/Adapter/OK

2. Analyse du clip image par imageLe clip est constitué d’une suite d’images numérisées, à raison d’une image toutes les 40 ms.Le but de ce travail est de repérer les positions d’un objet en mouvement, afin de visualiser sa trajectoire. Nous étudierons le mouvement d’un point de l’objet en mouvement (ex : le centre de la balle, un point du cadre du vélo ...)

Avant de commencer la saisie des points, il est nécessaire d’indiquer au logiciel une échelle pour les longueurs, de préciser le sens d’orientation des axes, et le nombre de points dont nous voulons obtenir la trajectoire :

Onglet  « Etalonnage » : choisir l’origine et le sens des axes ; suivre la procédure indiquée (le diamètre d’une roue du vélo est de 65 cm).

Onglet « Mesures » : en bas, à gauche, choisir « 2 points/images ». Positionner le « rectangle bleu » sous x1.

La saisie des points peut alors commencer en cliquant d’abord sur la balle, puis sur un point du cadre du vélo. Le click permet de :

mémoriser les positions (x,y) ainsi que la date t, faire apparaître l’image suivante.

Etes-vous en mesure de confirmer ou d’infirmer vos hypothèses ?

III/ Etude graphique à l’aide de l’outil dessin de WordNous disposons de 5 images du film vidéo précédent

A B

1/ Sur la première image (colonne de gauche en page 3), placer soigneusement le repère dans le coin gauche, puis relever la position du centre de la balle en plaçant un point rouge dessus. Déplacer l’ensemble {repère+point rouge} (utiliser « Sélectionner objets ») sur l’image suivante en respectant l’emplacement du repère et relever de nouveau la position du centre de la balle (nouveau point rouge). Répéter l’opération pour les autres images.

2/ Sur la 1ère image de la colonne de gauche, positionner soigneusement le cadre du vélo. Puis relever la position du centre de la balle (placer un point rouge). Déplacer l’ensemble {cadre+point rouge} (utiliser « Sélectionner objets ») sur l’image suivante en respectant l’emplacement du cadre et relever de nouveau la position du centre de la balle (nouveau point rouge). Répéter l’opération pour les autres images.

IV/ Questions

1. Quelle est l’allure de la trajectoire de la balle par rapport au sol ?

2. Quelle est l’allure de la trajectoire de la balle par rapport au cadre du vélo ?

3. Quelle est l’allure de la trajectoire d’un point du cadre du vélo par rapport au sol ?

4. Comparez à vos hypothèses.5. Pourquoi les deux trajectoires du centre de la balle sont-

elles différentes ?6. Pourquoi la trajectoire de la balle par rapport au cadre

du vélo n’est elle pas exactement verticale ?

B/ ETUDE DU MOUVEMENT D’UN POINT DE LA ROUE.

Avec Aviméca, relever les positions du réflecteur R placé dans les rayons de la roue avant.

1. Dessiner l’allure de la trajectoire obtenue. Par rapport à quel référentiel est-elle définie ?

2. Définir précisément le référentiel dans lequel le réflecteur R adopte un mouvement circulaire.

3. En déduire un protocole permettant de relever cette trajectoire circulaire.