TP Physique

MOUVEMENTS ET FORCES
La relativité du mouvement
Objectif : Comprendre les notions de référentiel, de trajectoire, de vitesse.
I/ Où tombe la balle ?
Immobile sur un trottoir, vous voyez passer un cycliste qui roule à vitesse constante (2 m.s-1) en ligne droite, sur
une piste horizontale. Il abandonne, sans la lancer, une balle qu'il tenait dans sa main.
B
A
a) Que représentent les points formant une droite horizontale ? Où se trouve l'observateur?
b) Que représentent les points formant une courbe ? Où se trouve l'observateur?
c) Sur une feuille de papier calque, tracer deux axes perpendiculaires d'origine O. (On placera O au centre de la feuille).
Faire coïncider O avec chacune des positions successives de la main (en prenant soin de maintenir les axes parallèles à
eux-mêmes) et noter la position correspondante de la balle sur la feuille de papier calque.
d) Que représente l'ensemble des points obtenus sur le papier calque? Où se trouve l'observateur?
e) Comparer les résultats obtenus en b) et en d). Conclure.
II/ Etude du mouvement de la balle lâchée par le cycliste en mouvement
1) Réalisation de la chronophotographie
 Lancer le logiciel « Avistep ».
 Cliquer sur « Fichier », puis « Ouvrir » le fichier « velo ».
 Cliquer sur l’icône « Image suivante » jusqu’à apercevoir la balle dans la main droite.
 En bas cliquer sur l’icône « Origine des axes » et placer l’origine au sol au niveau de l’axe de la roue.
 Cliquer sur l’icône « Etalonner », pointer le diamètre de la roue et indiquer 0,66 m.
 Cliquer sur « Mesures » et choisir « Trois marques par image ».
 Cliquer sur l’icône « Poser des marques sur la trajectoire », puis pointer sur chaque image la position de la
balle, puis celle de l’objet coincé dans les rayons de la roue, puis celle du centre de la roue. ATTENTION DE
BIEN RESPECTER L’ORDRE SUR CHAQUE IMAGE. Stopper quand la balle touche le sol.
2) Etude de la chronophotographie
 Cliquer sur « Résultats », choisir « Trajectoire dans un référentiel ».
 Observer et recopier la trajectoire de chaque point dans le référentiel lié à la caméra.
 Faire tracer et recopier les trajectoires suivantes :
- balle dans le référentiel lié au centre de la roue
- objet dans les rayons dans le référentiel lié au centre de la roue
- balle dans le référentiel lié à l’objet dans les rayons
- centre de la roue dans le référentiel lié à la balle
III/ Mouvement de Mars et de la Terre
1) Mouvement par rapport au Soleil
 Ouvrir le fichier « Terre-Mars ».
 En bas cliquer sur l’icône « Origine des axes » et placer l’origine au centre du Soleil.
 Cliquer sur l’icône « Etalonner », utiliser l’échelle donnée sur l’image.
 Cliquer sur « Mesures », choisir « Deux marques par image ».
 Pointer la position de la Terre et de Mars pour toutes les images.
 Questions
1) Quelle est la trajectoire de la Terre par rapport au Soleil ? Préciser le système et le référentiel.
2) Quelle est la trajectoire de Mars par rapport au Soleil. Préciser le système et le référentiel.
2) Mouvement de Mars par rapport à la Terre
 Préciser dans ce cas le référentiel et le système.
 Quel est selon vous le mouvement de Mars par rapport à la Terre ?
 Cliquer sur « Résultats », choisir « Trajectoire dans un référentiel ».
 Faire tracer la trajectoire choisie.
 Que voit un Terrien qui observe la position de Mars tous les soirs ?
IV/ Etude historique
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Cliquer sur l’icône Mouvement, lire le document.
Questions
1) Enoncer le modèle de l’univers de Platon.
2) Que découvre Kepler ?
3) Quelle nouvelle observation permet à Galilée de contester ce modèle ?
4) Quel est le nouveau modèle ?
5) Qu’appelle-t-on système héliocentrique ? géocentrique ?