Activité chute d'une boule de pétanque
I. Ouvrir la vidéo avec AVIStep
La vidéo est dans le lecteur réseau 3A, 3B, 3C ou 3D.
II. Mettre un repère xy sur la vidéo
Puis le placer en bas à gauche de la porte
III. Indiquer l'échelle sur la vidéo
On indique combien vaut une certaine longueur sur la vidéo. On va indiquer que la porte fait 2m de haut.
On se place en bas de la porte et on clique.
On se place en haut de la porte et on clique.
On indique que cette longueur vaut 2 (en mètre) et on appuie sur Entrée.
On va maintenant indiquer la position de la boule de pétanque.
On clique sur la boule et le logiciel avance d'une image.
En cliquant droit, on peut revenir en arrière.
On fait toute la vidéo :
IV. Consultation des résultats
Afficher le tableau des valeurs :
Demander l'affichage de la vitesse :
Les colonnes à utiliser sont :
- Date (s) qui correspond au temps en seconde. Il y a 30 images par seconde dans cette vidéo donc il s'écoule 1/30 s = 0,033 entre 2 images.
- y1 (m) qui est la hauteur de la boule en mètre.
- v1 (m/s) qui est la vitesse de la boule en mètre pas seconde. Attention. la première vitesse est fausse. Elle est de 0m/s normalement.
Faire une capture d'écran (touche Impr Ecran puis coller dans Libreoffice) de votre tableau et de la trajectoire. Imprimer cette feuille qui sera glissée dans votre copie.
V. Calculs
1. Mouvement
Comment qualifier le mouvement de la boule lorsqu'elle chute. Justifier.
2. Calculs de vitesses
a. Vitesse au point 1
Sans calcul, indiquer la vitesse de la boule à la position 1. ?Justifier
b. Vitesse au point 10
A quelle hauteur est le point 9 ?
A quelle hauteur est le point 10 ?
Quelle distance d a été parcourue en passant de la position 9 et la position 10 ?
Combien de temps t s'est-il écoulé entre la position 9 et la position 10 ?
Calculer la vitesse en m/s et utilisant les valeurs précédentes. Vérifier que l'on retrouve bien la vitesse indiquée par le logiciel à 0,5m/s près.
Sur la feuille imprimée, représenter la vitesse à la position 10 en utilisant comme échelle (1cm représente 2m/s). Justifier la longueur de la flèche.
b. vitesse au point 20
Faire de même que précédemment pour calculer la vitesse de la boule à la position 20.
3. Calculs d'énergie cinétique
L'énergie cinétique est l'énergie d'un objet de masse m se déplaçant à la vitesse v.
Pour la calculer, on utilise la formule suivante (Cette formule est à connaître par coeur.) :
$Ec = \frac 1 2 \times m \times v^2$
Ec en joule (J)
m en kilogramme (kg)
v en mètre par seconde (m/s)
a. Position 1
Calculer l'énergie cinétique de la boule à la position 1.
La boule a une masse de 630g.
/!\ UNITÉS /!\
b. Position 10
Calculer l'énergie cinétique de la boule à la position 10.
c. Position 20
Calculer l'énergie cinétique de la boule à la position 20.
d. Évolution
Comment évolue l'énergie cinétique d'un objet qui tombe ?
4. Énergie mécanique et énergie potentielle
L'énergie potentielle Ep est l'énergie que gagne un objet quand il gagne de la hauteur.
L'énergie mécanique E est la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique.
a. Évolution de Ep
Comment évolue l'énergie potentielle lors de la chute ?
b. Relation entre E, Ep et Ec
Quelle relation mathématique permet de calculer l'énergie mécanique E en fonction de l'énergie potentielle Ep et l'énergie cinétique Ec ?
c. Évolution de l'énergie mécanique
Comment évolue l'énergie mécanique lors de la chute ?
d. En bas
Quelle devrait être la valeur de l'énergie potentielle quand la hauteur est nulle ?
Quelle devrait être la valeur de l'énergie mécanique quand la hauteur est nulle ?
Quelle devrait être la valeur de l'énergie cinétique quand la hauteur est nulle ?