Document élève.

Chapitre : Application des lois de Newton TP N°…
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ETUDE EXPERIMENALE DU MOUVEMENT D’UN PROJECTILE
DANS LE CHAMP DE PESANTEUR TERRESTRE
Objectifs bac :
-Mettre en œuvre un protocole expérimental pour étudier un mouvement
Contexte du sujet:
Lors de cette séance, on se propose d’étudier expérimentalement le mouvement d’une balle de masse m = 50 g lancée par une
personne vers une autre personne puis de confronter le modèle théorique proposé au modèle expérimental obtenu.
Le système étudié sera le centre d’inertie de la balle.
DOCUMENTS MIS A DISPOSITION DU CANDIDAT
Document n°1 : Description de l’expérience
On émet l’hypothèse que les forces de frottement due à l’air ainsi que la poussée d’Archimède sont négligeables.
Le champ de pesanteur terrestre est considéré comme uniforme.
Une balle de masse m = 50 g est lancé avec une vitesse initiale
0
v
faisant un angle α = 69° avec le plan horizontal.
A t = 0 s, la balle se trouve à l’origine d’un repère orthonormé (Ox, Oy) comme le montre le schéma ci-dessous :
0
v
Є (Ox ; Oy) avec v0 = 4,8 m.s-1 et g = 9,81 m.s-2
Une étude théorique permet d’accéder aux équations horaires du vecteur vitesse ainsi qu’à l’équation de la trajectoire :
y = -
2
1
g .
)²cos.( ²
0
vx
+ tanα .x
Document n°2 : Matériel mis à votre disposition
-Logiciel d’exploitation vidéo « Latispro »
-Le fichier vidéo « TP1Schutparabolique »
-Notice de fonctionnement de « Latispro »
TRAVAIL A EFFECTUER
1. Etude préalable (5 min conseillées) (Compétence : s’approprier)
-Représenter sur le schéma ci-dessus et sans souci d’échelle le vecteur champ de pesanteur
g
-A l’aide de vos connaissances, à partir de l’hypothèse émise et en utilisant la deuxième loi de Newton, montrer que la balle
possède un mouvement uniformément varié.
2.Elaboration d’un protocole (20 min conseillées) (Compétence : analyser)
A l’aide du matériel et des documents mis à votre disposition, élaborer un protocole expérimental pour visualiser la courbe y =
f(x).
Appeler le professeur pour vérifier votre protocole (appel n°1)
3.Mise en œuvre du protocole proposé (20 min conseillées) (Compétence : Réaliser)
Mettre en œuvre le protocole proposé. Pour cela, aidez-vous de la notice sur le fonctionnement de « latispro ».
O
x
y
0
v
α
vx = v0.cos α
vy = -g.t + v0.sin α
)(tv

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Appeler le professeur pour vérifier votre résultat (Appel n°2)
4. Exploitation des résultats obtenus (20 min conseillées) (Compétence : Valider)
-La courbe visualisée est-elle en accord avec le modèle théorique proposé dans le document n°1 ?
-Utiliser le logiciel pour obtenir un modèle mathématique de la courbe y = f(x).
-A partir du modèle mathématique proposé, déterminer la valeur de l’angle de tir αexp. Cette valeur est-elle en accord avec celle
indiqué dans le document n°1 ? (Un calcul de l’écart relatif est demandé)
-Déterminer la norme du vecteur vitesse à t = 0s.
-Visualiser la courbe vy = f(t). La courbe obtenue est-elle en accord avec l’équation mathématique du modèle théorique ?
5.Questions complémentaires
-Visualiser sur la vidéo, l’évolution temporelle du vecteur vitesse et du vecteur accélération.
Coup de pouce :
-Cliquer sur « edition » puis « analyse de séquences vidéos »
-Cliquer alors sur « transfert vers les vecteurs »
-Cocher les onglets « vitesse » et « accélération » puis cliquer sur « commencer »
-A partir de l’animation, comment savoir si le système possède un mouvement uniformément accéléré ou un mouvement
uniformément ralenti ?

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PROFESSEUR
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DATE DU TP
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DATE DE DEPOT
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PREPARATEUR
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JOUR DU TP
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SALLE
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HORAIRE
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TP : ETUDE D’UN MOUVEMENT PARABOLIQUE
BAC PROF
-Le fichier vidéo « TP1Schutparabolique » dans la bibliothèque vendu avec le
logiciel
-Logiciel d’exploitation vidéo « Latispro
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-Réservation de la salle informatique
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