Le lanceur peut-il donner à la pierre une trajectoire curviligne ou

ETUDE DU MOUVEMENT DE LA PIERRE DE CURLING
Le curling est âgé de plus de cinq cents ans, et ses origines se perdent dans la nuit des temps, mais
c’est en Ecosse qu’il s’est développé durant des siècles. Il fut pratiqué à ses débuts par les paysans
Ecossais le dimanche sur les lacs gelés de leur pays.
Le curling est un sport très technique basé sur une idée très simple : faire glisser une pierre sur une
piste de glace de manière à ce qu’elle s’arrête au plus près d’une cible appelée maison.
On joue au curling sur une piste de glace de 42 mètres de long sur 4,75 m de large, avec des pierres de
granit pesant chacune environ 20 kilos.
Chacun des quatre membres d’une équipe joue 2 pierres, alternativement avec son adversaire de l’autre
formation. Les pierres sont lâchées après une glissade d’un coté de la piste en direction de l’autre coté.
Le joueur lâche sa pierre avec un effet appelé « curl », d’où le nom de curling. Selon les indications du
lanceur appelé aussi skip, les partenaires balaient la glace devant la pierre, l'échauffant ainsi pour
accélérer la pierre, affiner le rapprochement et modifier éventuellement la trajectoire. Le joueur
peut jouer un point, sa pierre restant dans l’aire de jeu, un tir, avec lequel il chassera une pierre
adverse ou une garde, point court qui s’arrêtera devant une de ses propres pierres, rendant ainsi la
tache plus compliquée à l’adversaire qui voudrait la chasser.
D’après le site http://www.ffsg.org/disciplines/curling/curling.html
Suite à la vidéo on veut décomposer le mouvement de la pierre avant le choc en 4 phases.
Situation initiale : la pierre est immobile
Phase N°1:
Phase N°2:
Phase N°3:
I.
VITESSE
On a modélisé le mouvement de la pierre de curling par un mobile sur table à coussin d’air qui permet de
supprimer les frottements lorsque la soufflerie est mise en marche. On obtient les 2
chronophotographies ci-dessous. La durée séparant 2 marques sur le papier est de 60ms.
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Associer à chaque enregistrement une phase de la vidéo étudiée précédemment.
Enregistrement N°1 :
Enregistrement N°2 :
Etude de l’enregistrement N°1 :
Calculer la vitesse moyenne du mobile autoporteur entre les points A et B.
Que peut-on dire des vitesses instantanées au point A et au point B pour VA et VB ?
Comment qualifiez-vous le mouvement ?
Etude de l’enregistrement N°2 :
Calculer la vitesse instantanée VA :
Calculer la vitesse instantanée VB :
Comment qualifiez-vous le mouvement ?
II.
ETUDE DES FORCES APPLIQUEES A LA PIERRE AU COURS DES DIFFERENTES
PHASES
Pour chaque phase, répondre aux questions suivantes :
-
Faire le diagramme objet-actions de la situation représentée,
-
A l’aide du diagramme, faire l’inventaire des forces qui sont appliquées à la pierre en utilisant la
notation F…/…. puis en les nommant quand vous le pouvez.
-
Comment qualifier le mouvement de la pierre dans cette phase ?
-
Que peut-on en conclure quant à l’ensemble des forces ?
-
Représentez sur la photo, les forces qui s’appliquent à la pierre en tenant compte de la
conclusion précédente.
2
Etude de la situation initiale : la pierre est posée au sol, immobile
Etude de la phase N°1 : le lancer, la vitesse de la pierre augmente.
Etude de la phase N°2 : La pierre glisse, la vitesse de la pierre diminue.
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Etude de la phase N°3 : les coéquipiers frottent la glace, la vitesse de la pierre reste constante.
III.
POURQUOI LES JOUEURS FROTTENT-ILS LA GLACE ?
Quelle force de la phase N°3 est supprimée lorsqu’on échauffe la glace en la frottant ?
Corriger la phrase du texte qui est soulignée :
Quel est donc l’intérêt de frotter la glace avec un balai ?
CONCLUSION : le principe de l’inertie :
Le lanceur peut-il donner à la pierre une trajectoire curviligne ou circulaire ?
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OPTION :
Le mouvement de la pierre de curling sur la glace peut être modélisé par le mouvement d’un glaçon sur un
plan horizontal lisse afin de supprimer les frottements.
 Ouvrir Regavi.
 Sélectionner l’option « AUTRE ».
 Ouvrir le fichier « glaçon.avi » dans MES DOCUMENTS – VIDEO –
SECONDE. Appuyer sur STOP ou LECTURE en bas à gauche de
l’écran pour visualiser la vidéo.
Revenir au début de la vidéo en appuyant sur STOP
en bas à gauche de l’écran et faire défiler les images
une à une jusqu’à ce que le personnage lâche le glaçon.
 Cliquer sur ECHELLE puis sur l’extrémité gauche de la règle et
sur l’extrémité droite de la règle. Le logiciel demande alors la valeur
de cette longueur, indiquer 0.2 mètre puis OK.
 Cliquer sur t=0 puis sur Origine et placer cette origine au centre du glaçon.
 Cliquer sur Mesures, puis pointer précisément la position du centre du glaçon jusqu’à ce que sa course
soit terminée.
 Sauver les données sous Regressi en cliquant sur l’icône Cocher
nouveau fichier et cliquer sur OK (inutile de
compléter les champs vides).
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Exploitation des mesures
1. Tracer la représentation graphique de l’abscisse de la position du glaçon en fonction du temps.
Pour répondre à cette question,
 Cliquer sur REGRESSI, puis sur GRANDEUR, puis sur VARIABLE.
Pour afficher le graphe 𝑥 = 𝑓(𝑡), il faut inverser les axes.
 Cliquer sur AJOUTER
Dans la zone de dialogue :
 Choisir le type de grandeur : sélectionner GRANDEUR CALCULEE
 Définir le nom : X1 et l’unité : m
 Taper dans l’expression : -X
Pour visualiser le graphique cliquer sur le bouton « Graphe »
Pour changer l’aspect du graphique (ordonnées, abscisse, couleur,
origine, forme des points, …), cliquer sur le bouton « XY »
.
Sélectionner en abscisse la position t et en ordonnée la position
X1 puis cliquer sur OK. Supprimer les autres courbes s’il y en a.
Conclure : Quelle est l’unité du coefficient directeur de la courbe ?
Que représente-t-il ?
2. Tracer la représentation graphique de la vitesse du glaçon en fonction du temps.
Calculer la vitesse : Cliquer sur « Ajouter »
Dans la zone de dialogue :
 Choisir le type de grandeur : sélectionner
DERIVEE
 Définir le nom : VITESSE et l’unité : m/s
 Choisir dx1 et dt dans l’expression :
Une nouvelle colonne apparait alors avec la valeur de la vitesse, on appelle cette vitesse la vitesse
instantanée.
A l’aide du logiciel afficher le graphe 𝒗 = 𝒇(𝒕).
Conclure : Comment la vitesse du glaçon évolue-t-elle en fonction du temps ?
Le principe d’inertie ou 1ère loi de Newton (1686) s’énonce ainsi :
Tout corps demeure dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme, s’il n’est soumis à
aucune action mécanique ou si les actions mécaniques qui s’exercent sur lui se compensent.
Le mouvement de la pierre de curling peut-il s’expliquer par le principe d’inertie ?
Le lanceur peut-il donner à la pierre une trajectoire curviligne ou circulaire ?
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