On souhaite étudier le mouvement d’une balle de tennis lors de sa chute. Pour cela, on va utiliser un langage de programmation afin de :
- Représenter la trajectoire de la balle de tennis - Représenter les vecteurs vitesses
I. POINTAGE DE LA BALLE ET OBTENTION DE LA TRAJECTOIRE
MANIPULATION 1 : Ouvrir le logiciel aviméca
Menu Fichier : ouvrir un clip vidéo. Choisir le fichier "chute_balle"
Adapter la vidéo à la fenêtre. Menu "Clip" : "Adapter"
Lire la vidéo (bouton en bas à gauche)
Cliquer sur « la loupe » afin d’avoir une meilleure précision lors du pointage des positions Cliquer sur « étalonnage » (en haut à droite)
Sélectionner « origine » et choisir cette origine en bas à gauche de l’image Choisir un système d’axes (vers le haut)
Sélectionner « échelle » :
• 1er point en bas de l’étalon
• 2nd point en haut de l’étalon
• Entrer la valeur de cet étalon (voir l’indication sur la vidéo) Retourner dans l’onglet « Mesures »
Avancer jusqu’à l’image n°4
Régler l’origine des dates à l’image n°4
Cliquer sur « Mesures » et pointer soigneusement 1 image sur 2
Lorsque la saisie est terminée, cliquer sur « Fichier / Mesures / copier dans le presse papier / le tableau / OK » Réduire le logiciel AVIMECA (cliquer sur « - » dans le coin supérieur droit de la fenêtre)
Transferts des données dans le tableur Excel pour cela :
• Ouvrir le logiciel Excel
• Sélectionner la cellule A1 puis coller
Afficher la trajectoire y=f(x). Attention de changer le min et le max de l’axe des x (min=0 et max = 3) QUESTIONS :
1. Donner le système, le référentiel pour cette étude
2. A l’aide de la trajectoire affichée dans Excel, décrire le mouvement 3. Que dire de la position du système selon l’axe des x ?
4. Le mouvement est-il bidimensionnel (2 dimensions) ou unidimensionnel (une seule dimension) ?
MOUVEMENT ET INTERACTIONS CHAPITRE 7
TP12
VERIFICATION DE LA LOI DE NEWTON
UTILISATION DU LANGAGE PYHTON POUR LE TRACE DE VECTEURS
MANIPULATION 2 :
Dans votre fichier excel ajouter deux colonnes afin de calculer les vitesse vx et vy Vérifier que la vitesse vx soit proche de zéro
Imprimer votre graphique Noter les points de M1 à M7
Choisir une échelle adaptée et représenter les vecteurs vitesses 𝑣⃗4, 𝑣⃗5, 𝑣⃗6 QUESTIONS :
1. Pourquoi les valeurs de la vitesse sont-elles négatives ? 2. Commenter la variation du vecteur vitesse
3. Est-ce cohérent avec le mouvement ? Justifier
II. TRACÉ DE LA TRAJECTOIRE ET DES VECTEURS VITESSE A L’AIDE DE PYTHON
Avant toute manipulation, aller chercher le dossier nommé « dossier_eleve » et le copier dans votre session
1. Trajectoire
MANIPULATION 3 :
Ouvrir avec pyhton le fichier « 1_trajectoire » Etudier et exécuter le programme
QUESTIONS :
4. A quel numéro de ligne renseigne-t-on :
▪ Les coordonnées X et Y ?
▪ L’intervalle de temps entre 2 pointages noté dt ?
▪ La commande pour tracer la trajectoire ?
▪ L’échelle des axes ?
MANIPULATION 4 :
Remplacer les coordonnées X et Y par vos coordonnées de pointage Modifier dt
Exécuter le programme
Modifier si besoin l’échelle des axes 2. Tracé des vecteurs vitesse
MANIPULATION 5 :
Ouvrir avec python le programme « 2_vect_v »
Renseigner dans les listes vos coordonnées issues du pointage X et Y ainsi que vx et vy calculés à l’aide votre fichier excel
Etudier et exécuter le programme
QUESTIONS :
5. Commentez la variation du vecteur vitesse