TP Acti – La chronophotographie

La chronophotographie
Mouvements
Première partie : Analyse qualitative
On dispose de plusieurs « chronophotographies » qui sont toutes dans un diaporama Powerpoint dans le répertoire
de votre classe.
1.
2.
3.
4.
Après avoir regardé toutes ces photos, pouvez-vous donner une définition du terme chronophotographie ?
Pour chaque chronophotographie, choisir un point matériel qui permet de décrire la trajectoire.
Perd-on des informations sur le mouvement en prenant ce point ? Si oui, lesquelles ?
Préciser la trajectoire ( parabolique, rectiligne, circulaire ou curviligne ) du système étudié en précisant bien le
référentiel utilisé.
Photos n°
1, 2, 3
4
5
6
7
Point
matériel
choisi
Informations
perdues ?
Référentiel
choisi
Type de
trajectoire
Deuxième partie : Analyse quantitative
A. La vitesse moyenne :
1. Rappeler la définition de la vitesse moyenne vmoy.
On vous rappelle que dans les chronophotographies proposées, les images successives sont prises toutes les 40 ms.
2. Calculer la vitesse moyenne, sur la durée de l’enregistrement, du point matériel choisi pour les photos n°1,2 et 3.
3. Comparer ces vitesses moyennes. Vous semblent-elles possibles ?
4. Compléter la phrase suivante : La vitesse moyenne ne fait pas apparaitre les ………………… de vitesse instantanée.
B. La vitesse instantanée :
Pour les photos n°1,2,3 :
1. Observez les distances qui séparent un point du casque sur les différentes photos. Qu’ont-elles de particulier ?
2. Que pouvez-vous dire de la vitesse instantanée pour ces trois enregistrements ?
Pour la photo n°4 :
3. Observez les distances qui séparent un point du bout des pieds du gymnaste sur les différentes photos. Qu’ontelles de particulier ?
4. Pouvez-vous dire de la vitesse instantanée du point choisi sur ce document ?
Troisième partie : Réinvestissement, analyse complète d’un mouvement
On a réalisé en laboratoire la chronophotographie suivante dans
laquelle l’objet étudié est un ballon :
Développez une méthode de résolution argumentée vous permettant
de répondre aux questions suivantes :
1. Quelle est la trajectoire du ballon ? Précisez le référentiel choisi.
2. Par quel point pourra-t-on représenter le ballon sur sa trajectoire ?
3. Comment évolue la vitesse du ballon ? Justifier à l’aide de la
chronophotographie.
4. Quelle est la vitesse moyenne de chute ?
5. Quelle est la vitesse maximale atteinte par le ballon sur les 3
derniers mètres ?
Correction :
Première partie : Analyse qualitative
1. « temps », « lumière », « écriture ». Cette technique permet de décomposer le mouvement par des
photographies successives et rapprochées. Les intervalles de temps entre chaque image doivent rester
constants.
234
Photos n°
1, 2,3
4
5
6
7
Point
matériel
choisi
Casque moto
Pointe des pieds,
tête
casque
Main
Centre roue
Informations
perdues ?
Rien
Rien
Rotation
Rotation
rien
Référentiel
choisi
Terre
Terre
Terre
Terre
Terre
Type de
trajectoire
Rectiligne
Circulaire
Parabolique
Curviligne
parabolique
Deuxième partie : Analyse quantitative
A.
𝑑
1. 𝑣𝑚𝑜𝑦 = 𝑡
2. Photo n°1, n°2 et n°3 : d = 8 cm x 50 = 400 cm = 4 m
t = 4τ = 4x40ms =160 ms
vmoy = 25 m/s
3. Les trois vitesses sont les mêmes car la distance parcourue par la moto est la même dans un intervalle de temps
équivalent.
4. La vitesse moyenne ne fait pas apparaitre les variations de vitesse instantanée.
B.
1. Les distances qui séparent un point du casque sont variables pour les photos n°2 et 3 et constantes pour la
photo n°1
2. Cela permet de dire que la vitesse instantanée est constante pour la photo 1, diminue pour la photo 2 et
augmente pour la photo 3.
3. Les distances varient au cours du temps.
4. La vitesse instantanée est donc variable.
Troisième partie :
1. La trajectoire est rectiligne dans le référentiel terrestre.
2. Nous pouvons choisir le centre du ballon.
3. La vitesse du ballon augmente car la distance entre les positions du ballon augmente sur la photo.
4. Temps de chute t = 31τ = 1240 ms
3,5 𝑚
distance de chute d = 15 cm x 5 𝑐𝑚 = 10,5 m
vmoy = 8,5 m/s
5. Temps de chute t = 5τ = 200 ms
distance de chute d = 3,5 m
vmoy = 17,5 m/s