Le texte du TP

TS 
Mouvement dans le
champ de pesanteur
A Expériences :
Ouvrir le fichier pingpong2.avi dans AVIMECA. Puis
menu « clip » et « adapter » pour l’avoir en grand.
Etalonnage :
Choisir l’origine sur la boule située sur la main du
lanceur à la 6eme image.
L’axe y est orienté vers le haut et l’axe x vers la droite.
Le repère est évidemment orthonormé. Echelle : la
distance entre l’extérieur deux traits blanc sur la planche
est de 1.0 m.
Mesures :
Cliquer sur mesure et faire les mesures à la souris. ( un
zoom est disponible par clic droit)
Exploitation :
Fichier/mesure/copier dans le presse papier/le tableau
Ouvrir Excel puis coller
 Position en fonction du temps
1. Tracer les 2 graphes y = f(t) et x= f(t)
2. Demander l’équation (ajouter une courbe de tendance) de y = f(t) et de x = f(t) ( après
avoir observé l’allure des courbes pour faire le bon choix de modèle)
 Vitesse en fonction du temps :
1. Rajouter deux colonnes vx et vy avec en dessous leur unité m/s.
2. Faire calculer ces vitesses
3. Tracer vx et vy sur le même graphe et demander leur équation.
A l’aide de ces équations trouver v0y et v0x
 Equation cartésienne
1. Tracer y = f(x) et demander l’équation
 Modélisation
1
2. On montre que y = - ×g×t² + v0y .t si les frottements divers sont nuls. Rajouter une
2
colonne ymod (en m) et faire compléter cette colonne
3. Superposer ymod sur le graphe de y=f(t) et demander de nouveau les équations
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B QUESTIONS
1- Etablir en général l’équation différentielle du mouvement de la boule et trouver les
équations horaires du mouvement.
2- Etablir l’équation de la trajectoire y = f(x) (appelé aussi équation cartésienne de la
trajectoire).
3- A l’aide des équations de Vx et Vy trouver la valeur de la vitesse initiale V0 ainsi que l’angle
( angle de tir avec l’horizontale ) . Un schéma montrant v0 et à t= 0 ne sera pas inutile.
4- D’après vx = f(t) et x= f(t), que peut-on dire de la projection du mouvement du projectile
sur l’axe x ? Que peut-on en conclure sur la projection des forces appliquées sur l’axe x ?
Les frottements de l’air peuvent-ils être considérés comme négligeables ?
5- D’après l’allure de vy = f(t), que peut-on dire de la nature du mouvement projeté sur l’axe
y ? Que peut-on dire de la direction et du sens de la somme des forces appliquées à la
boule.
6- Comparer les équations théoriques sans frottements avec celles déterminées
expérimentalement
7- Trouver la hauteur maximum de la boule ( le sommet de la trajectoire s ‘appelle aussi la
flèche) Aide : à cet instant le vecteur vitesse est horizontal et donc vy = 0 . Vérifier le
résultat sur un graphique.
8- Trouver la portée horizontale de ce tir : distance maximum parcourue jusqu’à ce que y
repasse par 0. . Vérifier le résultat sur un graphique
9- Déterminer la nature du mouvement avant le sommet et après le sommet. Quelle est la
vitesse de la balle au sommet de la trajectoire.