Thème sport - Ch. I : Observation et analyse des mouvements
L'étude d'un mouvement nécessite son enregistrement. Plusieurs techniques sont possibles, comme la chronophotographie (photos prises à intervalles de temps réguliers) ou le pointage sur une vidéo.
TP01 : Relativité du mouvement
I. Que faut-il définir avant d'étudier un mouvement ?
Avant d'étudier un mouvement, il faut définir le système (objet ou le point dont on étudie le mouvement) et le référentiel (solide ou objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement).
Un référentiel terrestre est constitué d'un objet fixe par rapport à la Terre. On l'utilise pour l'étude de mouvements à la surface de la Terre.
II. Comment décrire un mouvement ? Activité documentaire A. Trajectoire
Dans un référentiel donné, la trajectoire d'un point du système étudié est l'ensemble des positions successives occupées par ce point au cours de son mouvement.
• Si la trajectoire est une droite, le mouvement est rectiligne,
• si la trajectoire est un cercle, le mouvement est circulaire,
• si la trajectoire est une courbe quelconque, le mouvement est curviligne.
Pour suivre le mouvement d'un objet, on s'intéresse plutôt à la trajectoire de son centre de gravité (ou d'inertie) car c'est le point de l'objet qui aura toujours la trajectoire la plus simple.
B. Vitesse
Dans un référentiel donné, la valeur de la vitesse v d'un point du système étudié est définie par le rapport de la distance parcourue d par la durée Δt du parcours :
avec d en mètre (m) ; Δt en seconde (s) et v en mètre par seconde (m.s-1) C. Description d'un mouvement
Caractériser un mouvement, c'est indiquer l'allure de la trajectoire et l'évolution de la vitesse d'un point en mouvement dans un référentiel choisi.
• si la vitesse augmente (ses points parcourent des distances de plus en plus grandes pendant des durées successives égales), le mouvement est accéléré,
• si la vitesse diminue (ses points parcourent des distances de plus en plus petites pendant des durées successives égales), le mouvement est ralenti,
• si la vitesse reste la même (ses points parcourent les mêmes distances pendant des durées successives égales), le mouvement est uniforme.
Exemple : si la trajectoire d'un point est un segment de droite, le mouvement est rectiligne. Si la vitesse de ce point est constante, le mouvement est uniforme. On dit alors que son mouvement est rectiligne uniforme.
III. La relativité du mouvement
La vitesse et la trajectoire d'un mouvement ne sont pas les mêmes selon le référentiel choisi.
IV.La mesure d'une durée : le chronométrage TP02 : Mesure d'une durée
Le chronométrage permet de mesurer la durée d'un événement commencé à un instant t0
et se terminant à un instant tf. Cette durée est notée Dt tel que Dt = tf – t0.
Suivant la discipline sportive, le chronométrage nécessite une précision plus ou moins grande. Le temps d'un marathon est donné à la seconde près, celui d'une course à vélo sur piste au millième de seconde près.
La précision de la mesure d'une durée est liée à l'instrument de mesure, mais également au protocole utilisé. Ce dernier doit être adapté pour obtenir une précision ni trop faible ni trop élevée?
v= d
t
