Activité no 3 – Les graphiques de vélocité-temps

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Science 10 Le mouvement
Activité no 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 position-
temps 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 vélocité-
temps. 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.
Outcomes
 213-3
 214-10
 325-4

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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).

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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.
100%x
courbe la sous aire
tdeplacemencourbe la sous aire
différence de % 
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?