I. 1ère loi de Newton ( le principe d`inertie) Le but du
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1. es partir de l origine choisie MES Origine et sens En HPH Mesures J taionnage Propri t s du clip z Choisir une image origine des dates Lp Origine des dates ft 0 image n Mesures J talonnage Propri t s du clip C cimales de t Chiffres de x p Pointer les positions successives du projectile l aide de la souris Chaque click pose une marque et fait avancer l animation d une image 0 00E 0 1 00E 0 3 40E 1 5 20E 1 5 70E 1 9 30E 1 Les r sultats sont pr sent s sous forme de tableau 1 00E 1 30E 2 ly 32Eti lb E z Fichiers Clip Pointages Les donn es peuvent tre directement export es vers le logiciel Regressi Fichiers Clip Pointages ln Les donn es peuvent tre export es vers le Presse papier TRAITEMENT D UNE VID O AVEC L ATELIER SCIENTIFIQUE Ouvrir l activit G n raliste de l Atelier Scientifique Choisir gauche l onglet Traitement manuel Chois du fichier C Mes CocurentsMes images bille5 awi ee a W Image 0 Dur e ms 1 S lectionner un clip vid o dans Choix du fichier 2 Modifier la taille du clip en cliquant sur la loupe 3 Au besoin changer le facteur d d incr ment entre deux images successives 4 Visionner le film int gralement ou image par image en utilisant les boutons de commande 5 Cliquer une fois sur l image du clip pour s lectionner l origine2. liser 2 Nommer la grandeur r sultat de la mod lisation et indiquer l intervalle de temps sur lequel s effectue la mod lisation 3 Choisir la fonction de la mod lisation ou plut t 4 S lectionner un mod le de fonction pr d fini 5 Les valeurs des param tres de la mod lisation sont calcul es Si la mod lisation n est pas bonne on peut donner une valeur indicative au logiciel 6 Les grandeurs coch es sont calcul es par un clic sur Intervalle de 0 Mod les pr d finis AU snuse a A Tracer Param tres a IE 68 2E 3 T M5 0 b M 68 2E 3 Ecart type Pour afficher le graphe IA Atelier Scientifique Dociab1 gt CN v E Fichier Edition Insertion Affichage Outils Compte Rendu Fen tre s x 20 GER LCR 0 D IE ES ae S lo cle xl Points Grandeurs disponibles t u Liaisons Grandeui Fonctions Unit Epaisseur yv v v 5 d D Couleur Suppression Propri t s int grale D riv e R gression Caicur 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 o a a aa y y 0 2 t abscisse 0 gt 1 s Portion Lissage Transtorm teete Normal Pointeur Droite Zoom Tangente Intervalle Gomme Tangentes pH Zoom normal Choix de l axe Repr sentation port e en abscisse Cliquer sur l onglet Graphique et s
3. Mod le pr d fri cocher fu Exponentielle croissante Une fois la courbe trac e en DS laissant le curseur sur la courbe il x r Ga appara t une fen tre qui donne les gt caract ristiques de la mod lisation Il est possible d utiliser une nm S Nouvelle grandeur recherche graphique de la 5 solution E HI crphique Ti A Rendu A A Ordonn es Il suffit de d placer le point de fa on obtenir une bonne mod lisation Abscisse t
4. du rep re Cocher la case pour imposer l image choisie comme origine des dates 6 Indiquer l chelle avec un cliquer d placer sur l image Pr ciser la longueur correspondante en m tres 7 Le pointage commence en cliquant sur le bouton vert de Traitement Pour l arr ter au milieu du clip cliquer sur le bouton rouge Etalonnage Cadre de travail Param trage Origine Pour s lectionner l origine positionner le s centre du curseur sur le point de r f rence k et cliquer l aide du bouton gauche de la OUTIS Abscisses Ordonn esz Pour les ases faites un 4 L cliquer d placer avec la souris TJ 2 Le sens de la l che indique le sens de l axe E J Progression Sur la fen tre droite on obtient les graphes X t et Y t en cliquant sur l onglet Graphique On peut modifier les propri t s des courbes dans les menus de X et Y en haut gauche de la fen tre Pour traiter les donn es cliquer sur l onglet Tableau Il s agit d un tableur classique qui permet notamment de calculer de nouvelles grandeurs vitesse nergies partir des donn es Un double clic sur une t te de colonne permet de d finir la grandeur et son unit TI j F Grandeur mad lizer La mod lisation d une courbe s effectue en cliquant dans le menu Affichage Mod lisation ou sur l ic ne Grandeur Nouvelle grandeur Fmod lis e Mod lisation 1 Choisir la grandeur mod
5. I 1 LOI DE NEWTON LE PRINCIPE D INERTIE Un syst me isol ne subit aucune force Un syst me est pseudo isol si la somme vectorielle de toutes les forces qui lui sont appliqu es est nulle Le principe d inertie aussi appel premi re loi de Newton s nonce ainsi Tout corps demeure dans son tat de repos ou de mouvement rectiligne uniforme s il n est soumis aucune action m canique ou si les actions m caniques qui s exercent sur lui se compensent Le but du curling est de faire glisser sur la glace des pierres de granite d une masse de 20 kg et de les placer le plus pr s possible de la cible dessin e sur la glace appel e maison Les balayeurs tentent de diminuer au maximum les frottements entre la glace et la pierre sont ils capable de modifier la trajectoire de la pierre sont ils capable de modifier sa vitesse l acc l rer la ralentir Si l on supprimait totalement les frottements entre la pierre et la glace comment voluerait la vitesse de la pierre et pourquoi Activit de mod lisation Le mouvement de la pierre de curling sur la glace et en l absence de frottement peut tre mod lis par le mouvement d un gla on sur un plan horizontal lisse Ouvrir l Atelier Scientifique Ouvrir le fichier vid o gla on avi Adapter le fichier l cran Choisir un rep re Faire l talonnage de l image la largeur d une porte d armoire fait 0 75 m Choisir l ima
6. ations horaires a Tracer l quation de la trajectoire y f x de la balle sur un premier graphe Afficher l quation de la trajectoire Noter l quation de la trajectoire b Quelle est l allure de la trajectoire c Tracer sur un deuxi me graphique en m me temps les quations horaires x t et y t et d terminer leur quation Noter les expressions de x t et y t 2 Vecteur vitesse a Dessiner quelques vecteurs vitesse le long de la trajectoire avant et apr s son sommet not S Comment sont orient s les vecteurs vitesse par rapport la trajectoire On note Vx et Vy les composantes du vecteur vitesse selon les axes Ox et Oy Calculer les valeurs de vx et de Vy Vx dx dt Vy dy dt b Tracer v t et v t b Quelle est l allure du graphe de v t c D terminer l quation de vy t d Comment est orient le vecteur vitesse au somment S de la trajectoire Que vaut alors la coordonn e Vys e Soit ts la date pour laquelle la balle atteint le sommet S de la trajectoire d terminer graphiquement la valeur de ts en expliquant votre m thode f Entre quelles dates le mouvement de la balle est ascendant Descendant 3 Vecteur acc l ration On note ax et ay les composantes du vecteur acc l ration selon les axes Ox et Oy Dans deux colonnes diff rentes calculer les valeurs de ax et de a ax dv dt ay dv dt Tracer sur un m me graphique a t et ay t a Estimer les valeurs moyennes de a
7. ge 5 comme origine des dates t 0 Faire l acquisition 1 Tracer les positions x du gla on en fonction du temps 2 Mod liser la courbe par une fonction lin aire du type x a t 3 Comment la vitesse du gla on volue t elle en fonction du temps 4 Faire un bilan des actions m caniques s exer ant sur le gla on Conclure 5 Quelle est la nature du mouvement du gla on en l absence de frottements 6 Le mouvement du gla on peut il s expliquer par le principe d inertie II 2 ME LOI DE NEWTON LE PRINCIPE FONDAMENTAL DE LA DYNAMIQUE La 2 me loi de Newton Soit un corps de masse constante l acc l ration subie par un corps dans un r f rentiel galil en est proportionnelle la r sultante des forces qu il subit et inversement proportionnelle sa masse m X F ma F d signe les forces ext rieures exerc es sur l objet m est sa masse L correspond l acc l ration de son centre d inertie POINTAGE ET EXPLOITATION DES DONNEES Ouvrir l Atelier Scientifique Ouvrir le fichier vid o Chute parabolique avi Adapter le fichier l cran Choisir un rep re fixer l origine du rep re sur l image pour laquelle la balle quitte la main Faire l talonnage de l image fixer l chelle du document en utilisant les marques et l indication de la r gle en bois verticale Choisir l image 5 comme origine des dates t 0 Faire l acquisition 1 quation de la trajectoire qu
8. ur la case c t du graphe Cette case permet d afficher et de modifier la courbe correspondante menu Traitement des donn es u ordonn e 2 11 gt 0 1005 V HAL Graphique Tableau Compte Rendu Vid o Aide t abscisse 0 gt 1 s x d se 2 11 gt 0 1005 V La case en bas droite permet de changer la grandeur mrem ES Ordonn es Abscisse t X Pour tudier la courbe un click droit donne acc s au L onglet Calcul permet d introduire une courbe en donnant une quation alg brique avec les grandeurs disponibles L onglet R gression permet d obtenir l quation de la droite de r gression pour des points align s L onglet D riv e donne la courbe d riv e de celle tudi e cela n cessite souvent d effectuer un lissage il f Grandeur mod liser V Mod lisation g D Ce volet permet de mod liser une courbe avec une quation que Seww l on crit ou en choisissant un des mod les pr d finis qui 9eme um conviennent pour la plupart aux cas tudi s E 0 afi 5 Fa Droite 5 um ft M Parabole K i 7 A AS 2 Mod les pr d finis A Sinuso de amortie S O Exponentielle d croissante C Exponentielle croissante Ne pas oublier de lire les ED annotations fournies par le logiciel D placer es ponts de conte aide dela pour utiliser les diff rentes fonctionnalit s et obtenir les w param tres de l quation cases i
9. xet de ay b Comparer les coordonn es ax et a du vecteur acc l ration aux coordonn es get gy du vecteur intensit de la pesanteur terrestre tel que g 0 i 9 8 j Quelle galit vectorielle obtient on exp rimentalement 4 Deuxi me loi de Newton a Faire un bilan des actions m caniques s exerc ant sur la balle de tennis On suppose que l on peut n gliger les actions de l air devant le poids de la balle Montrer alors que la deuxi me loi de Newton appliqu e au centre G de la balle dans le r f rentiel terrestre suppos galil en permet de retrouver le r sultat exp rimental pr c dent b Comment peut on expliquer un ventuel cart entre le r sultat exp rimental et celui donn par l application de la deuxi me loi de Newton Mode d emploi simplifi du logiciel AVIMECA Clip Faintages Fichier Li Ouvrir un fichier au format vid o avi Modifier la taille de l image Fichiers Clip Pointages Mesures CEtalonnage Propri t s du clip e Echelles identiques Fi Etalonner les dimensions de l image FA er point y 7 Ja d pi en y s lectionnant l aide la souris Ei r deux points Entrer l aide du clavier la distance en m tre s parant 2 me point ces deux points Ter point l Coordonn es p en piels PA pr 478 pr Arr Mesures CEtalonnage Propri t s du clip Choisir un rep re d espace Les coordonn es des marques seront calcul
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