Activité mouvement parabolique

TP 10 – Mouvement de chute
Objectif du TP :
Déterminer expérimentalement si une balle de ping-pong et une boule de pétanque en mouvement dans le champ de
pesanteur sont en chute libre. 
I. Chute verticale d’une balle
1. Observation (Analyser)
On dispose d’une balle jaune, d’un ordinateur avec LatisPro et un logiciel de capture vidéo et une webcam.
a) Observer la chute verticale de la balle. Quelles sont les forces que subit la balle lors de sa chute ?
b) Le mouvement de cette balle jaune peut-il être qualifié de chute libre ? Justifier.
c) Proposer en quelques lignes un protocole permettant de valider l’hypothèse à l’aide du matériel disponible.
2. Enregistrement d’une vidéo (Réaliser)
a) Ouvrir le logiciel Virtualdub, aller dans le champ « Fichier » , cliquer « Capture AVI », préenregistrer le nom de
votre fichier vidéo dans le dossier « TP Terminale S » de votre session.
b) Ouvrir LatisPro et ouvrir la vidéo « chute-verticale-balle-jaune.avi » après avoir ouvert la fenêtre
« SéquenceVidéo » en cliquant sur
.
c) Lire la vidéo à vitesse normale puis image par image. Conclure sur la qualité de la vidéo et sur la possibilité de
l’exploiter. Si elle n’est pas exploitable, modifier divers paramètres de la prise de vue (fond de la vidéo, place de
l’étalon par rapport à la balle, les paramètres du logiciel d’acquisition…) pour améliorer sa capture.
d) Faire le bilan des points importants pour que l’enregistrement soit exploitable.
3. Exploitation de la vidéo (Valider)
Pour que l’ordinateur interprète le plus justement la trajectoire enregistrée, il faut choisir un repère (sélection des axes) et
une échelle (sélection de l’étalon, pour la video il vaut 1 mètre). Utiliser LatisPro pour pointer le relevé de la chute de la
balle en commençant sur l’image précédent le lâcher et en s’arrêtant avant que la balle ne touche le sol.
a) Une fois le pointage effectué, afficher la liste des courbes disponibles. A quoi correspond chacune d’elles ?
b) Pourquoi la courbe Mouvement X peut-elle être supprimée ?
c) Afficher à l’écran la courbe correspondant au mouvement vertical de la balle en fonction du temps. De quel type
de courbe s’agit-il ?
d) Modéliser la courbe et en déduire la valeur de l’accélération de la balle.
e) Cette valeur est-elle cohérente ? Si non proposer des hypothèses explicant cette incohérence.
f) Est-ce une chute libre ?
II. Lancer d’une balle
On utilisera le logiciel LatisPro et la vidéo d’un lancer nommé « chute-verticale-parabolique-balle_jaune.avi » qui se
trouve dans le dossier Terminale S (la règle en bois visible sur la vidéo mesure 2 m).
1. Observation (Analyser)
Analyser la vidéo et décrire en quelques lignes les indices infirmant ou confirmant un mouvement de chute libre.
2. Exploitation du relevé (Valider)
a) Rappeler les conditions concernant les composantes du vecteur vitesse (Vx et Vy) pour qu’une chute soit une
chute libre. Pour vérifier ces conditions, on se propose d’effectuer un pointage de cette vidéo.
b) Prendre comme origine du repère le bas du mur.
c) Débuter le pointage à l’image où la balle apparaît à l’écran.
d) Afficher la courbe Vx = f(t) puis la modéliser. Cette fonction est-elle en accord avec une chute libre ?
e) Faire de même avec Vy.
f) Conclure sur le mouvement de cette balle.
g) Si l’on observe le mouvement de la boule indépendamment selon chaque axe du repère, que peut-on dire du
mouvement selon l’axe (O, x) ? Selon l’axe (O, y) ?
h) Pour une chute libre quelles doivent être les coordonnées ax et ay du vecteur accélération ?
i) À l’aide de LatisPro déterminer ces coordonnées. Conclure.
j) Quel est le type de courbe correspondant à la trajectoire ? Vérifier en l’affichant à l’écran.

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