Activité no 3 – Les graphiques de vélocité-temps
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Science 10 Activité Outcomes 213-3 214-10 325-4 no Le mouvement 3 – Les graphiques de vélocité-temps Introduction Au cours des classes précédente on a exploré des graphiques de position-temps. Nous avons constaté que la taille de la pente d'un graphique de position-temps à un instant précis nous indique comment rapidement l'objet qui a créé le graphique de positiontemps se déplaçait à cet instant. C'est-à-dire, la taille de la pente nous indique la vitesse de l'objet. Nous avons également constaté que le signe de la pente (positive ou négative) nous indique quelle direction l'objet se déplaçait. Puisque nous savons la vitesse et la direction de l'objet, nous savons la vélocité de l'objet. La vélocité est une quantité de vecteur. Toutes les quantités de vecteur ont une grandeur (comment grand) et une direction (où). Nous avons également appris que le déplacement d'un objet nous indique à quelle distance un objet s'est déplacé et dans quelle direction. Dans cette activité, nous commencerons notre exploration des graphiques de vélocitétemps. Un graphique de vitesse-temps est un qui trace la vélocité d'un objet contre le temps. Nous étions capable d’extraire des informations sur la vitesse à partir d'un graphique de position-temps mais, quelle information pouvons-nous obtenir d'un graphique de vitesse-temps? Vers la fin de cette activité, vous aurez une réponse à cette question. Pendant cette activité, votre équipe produira plusieurs graphiques de vélocité-temps et les analysera. En lisant cette activité, vous trouverez le terme « aire sous la courbe » ce qui est probablement nouvelle à vous. L’aire sous la courbe se rapporte à une mesure de l’aire entre la ligne d'un graphique et de l'axe des abscisses. Pour les graphiques simples, on peut facilement calculer l’aire en divisant l’aire en des formes comme des rectangles et des triangles et en trouvant les aires de ces formes. Les graphiques que vous produirez dans cette activité sont plus compliqués et exigent une méthode différente. Heureusement, le logiciel des calculatrice nous trouvera l’aire sous la courbe. Comme avec les activités précédentes, il est très important que vous lisez le procédure entier avant que vous commencez l'activité. Ne mettez pas votre matériel loin quand vous avez terminé le procédure. Il se peut que vous constatez que vous voulez verifier vos réponses ou bien peut-être vous allez trouver qu’il faut faire et tester quelques prédictions pendant que vous répondez aux questions à la fin de l'activité. Équipement requis Un ordinateur Un détecteur de mouvement II de Pasco et un câble Une Interface ScienceWorshop 500 Le logiciel DataStudio Procédure 1. Relie l’interface à l’ordinateur. 2. Allume l'ordinateur et login au réseau. 3. Allume l’interface avec l’aide du bouton en arrière. Une fois que l’interface est allumé, une lumière verte allumera. Activité no 3 – Les graphiques de vélocité-temps Page 1 4. Relie la terminaison blanche du câble du détecteur de mouvement au port sur le côté du détecteur de mouvement. 5. Relie la terminaison jaune du câble du détecteur de mouvement au canal 1 sur l’interface et la terminaison noire au canal 2 sur l’interface. 6. Met le bouton sur le dessus du détecteur de mouvement au réglage large. 7. Commencer le programme DataStudio - Français sur l’ordinaire : a. Double cliquète le dossier « Science Software » pour l’ouvrir. b. Double cliquète l’icône DataStudio - Français pour commencer le programme. 8. Ouvre l’activité « ActivitéDeMouvement3.ds » emplacée sur l’unité de disque M dans le dossier « Courses » (M:\Courses\Science10\ ActivitéDeMouvement3.ds) 9. Le détecteur de mouvement sera tenu par un étudiant et dirigé vers le plafond. Note: L’étudiant ne devrait pas bouger à moins de 0,3 mètres du plafond parce que le détecteur de mouvement ne peut pas détecter des objets plus proche que cette distance. De la même façon, sa portée maximale est 8 mètres, ce qui ne sera pas une problème dans cette salle de classe. 10. Vous allez bouger le détecteur de mouvement envers le plafond pour cette activité.. Quand l’étudiant qui tient le détecteur de mouvement est prêt, cliquète le bouton « Démarrer » pour commencer à rassembler des données. Vous devriez entendre un léger bruit cliquetant du détecteur de mouvement. Quand le détecteur de mouvement cliquette il rassemble des données. 11. Les graphiques de position (l’axe verticale) contre temps (l’axe horizontale) et vélocité (l’axe verticale) contre temps (l’axe horizontale) sont interpolée sur l’écran pendant que les données sont rassemblées. À la fin de 5,00 seconds, le logicielle arrêtera de rassembler les données. 12. Utilise l’Outil d’analyse sur le graphique de position-temps pour déterminer la distance de commencement du plafond (le point de repères à l’extrême gauche) et la distance de terminaison du plafond (le point de repères à l’extrême droite). Enregistrez ces valeurs. 13. Il y a un tableau de statistiques sur le graphique de vélocité-temps. Enregistrez la valeur pour l’aire. 14. Répétez les étapes 8 à 13 pour chaque membre de votre équipe. Analyse 1. Compilez vos données dans une table. Votre table pourrait ressembler à ce qui suit: Essai Distance de commencement (m) Distance de terminaison (m) Aire (m/s s) 2. Pour chaque ensemble de données, calculez le déplacement du détecteur de mouvement en soustrayant son position initiale (distance de commencement) de sa position finale (distance de terminaison). Activité no 3 – Les graphiques de vélocité-temps Page 2 3. Pour chaque ensemble de données, comparez le déplacement calculé en question 2 à la valeur que vous avez enregistrée pour l’aire sous la courbe pour le graphique de vélocité-temps. Notez-vous quelque chose? Quelle rapport pensez-vous existe entre le déplacement et l’aire sous la courbe pour un graphique de vélocité-temps? 4. Comment pensez-vous vos résultats changeriez-les si vous marchiez loin du mur au lieu de vers le mur? (Qu’est-ce qui changerait à propos de l’aire sous la courbe?) Faites une prédiction et puis exécutez une expérience pour vérifier votre prédiction. 5. Pour chaque ensemble de données, calculez la pourcentage de différence entre l’aire sous la courbe et le déplacement à l’aide de la formule ci-dessous. % de différence aire sous la courbe deplacement x 100% aire sous la courbe 6. Qu’est-ce que vous pensez à propos de la précision de cette méthode pour déterminer la déplacement (Pensez-vous que vous serez capable d’améliorer la précision de cette méthode? Comment ou pourquoi pas? Activité no 3 – Les graphiques de vélocité-temps Page 3
