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On étudie la chronophotographie du lancer . Le délai entre deux cliché est de 0,04s (40ms)

Document 1 : Chronophotigraphie du lancé

Document 2 : Vitesse du ballon en fonction du temps

..décrire un mouvement dans différents référentiels ?

Dans quel référentiel observe-t-on le mouvement du ballon dans la chronophotographie?
Le mouvement du ballon est observé dans le référentiel terrestre.

Un caméraman suit le ballon avec sa caméra.

Donnez le mouvement du centre du  ballon dans le référentiel de la caméra.
Le centre du ballon est immobile dans le référentiel de la caméra.

…décrire un mouvement à partir d’un graphique ?

Décrivez les deux phases du mouvement du ballon dans le référentiel terrestre.

Évaluez leur durée à l’aide du document 2 en justifiant votre réponse.
De 0 à environ 0,55s (soit une durée de 0,55s), le mouvement la vitesse diminue donc le mouvement est curviligne ralenti
De 0,55 à 1,35s soit une durée de 0,80s, le mouvement la vitesse augmente donc le mouvement est curviligne accéléré

…exploiter une chronophotographie ?

Donnez la durée de chaque  phase mouvement  à l’aide de la chronophotographie.

La phase 1 (mouvement curviligne ralenti) correspond à  la partie de la chronophotographie où les positions du ballon sont de plus en plus proches. Cela correspond à 14clichés du ballon pris toutes les 0,04s (40ms).  Cela correspond à une durée de : 14x0,040s= 0,56s ce qui correspond à celle vue sur le graphique.

La phase 2 (mouvement curviligne accéléré) correspond à la partie de la chronophotographie où les positions du ballon sont de plus en plus éloignées. Cela correspond à 19 clichés du ballon prise toutes les 0,04s (40ms). Cela correspond à une durée de : 20x0,040s= 0,80s ce qui correspond à celle vue sur le graphique.

…identifier les interactions et les représenter dans un diagramme ?

Identifier tout ce qui interagit avec le ballon en représentant les diagrammes d'interaction correspondant.  lorsqu’il est en l’air.
(On négligera les frottements de l’air)

Remarque : Les pointillés correspondent aux interaction à distance. Sinon on aurait fait des traits pleins.

…représenter la force d’attraction terrestre ?

Quel schéma modélise le mieux l’attraction terrestre pendant que le ballon est en l’air ?
Pour les autres expliquez quelle caractéristique n’est pas respectée (le sens, la direction ou le point d’application)

La force qui modélise l’attraction terrestre doit être verticale et vers le bas. Seule la 3ème représentation respecte ces critères.

…décrire une chute en termes d’énergie?

Décrivez les conversions d’énergie qu’effectue le ballon dans les deux phases du mouvement.

Lors de la première phase du mouvement le ballon monte. Il gagne donc en énergie potentielle. Sa vitesse diminue. Il perd donc en énergie cinétique. L’énergie cinétique est donc convertie en énergie potentielle. L’énergie mécanique qui est la somme des deux se conserve.

Lors de la deuxième  phase du mouvement le ballon descend. Il perd donc en énergie potentielle. Sa vitesse augmente. Il gagne donc en énergie cinétique. L’énergie potentielle est donc convertie en énergie cinétique. L’énergie mécanique qui est la somme des deux se conserve.

...calculer une vitesse ?

Le ballon parcourt 0,24m en 0,04s entre les deux premiers clichés de la chronophotographie. Calculer sa vitesse de départ et vérifiez sa correspondance avec le graphique.

Or, on lit bien sur le graphique une vitesse de 6m/s au temps : 0s (début de la vidéo).

…connaître les caractéristique de la vitesse ?

Pour chaque image, comparez les caractéristiques des vitesses des objets soulignés.
Image 1 : Les vitesses de la montgolfière et du sac de lest ont la même direction, sont de sens opposés et leur valeur est différente.
Image 2 : Les vitesses des 2 parachutistes ont la même direction, le même sens mais une valeur différente.
Image 3 : Les vitesses de l’avion et du parachutiste n’ont ni la même direction, ni la même valeur .
Image 4 : La plume et la boule de bowling ont des vitesses de même direction, de même sens mais  de   valeur différente (voir video)
Image 5 : La plume et la boule de bowling ont des vitesses de même direction, de même sens et de même valeur (voir video)