Travaux pratiques de physique – 1 S Septembre 2003 MOUVEMENT D’UNE BICYCLETTE Objectifs : - savoir calculer une vitesse (à partir d’un enregistrement vidéo) savoir calculer une vitesse angulaire savoir définir les deux types de mouvement simples : translation et rotation Travail à effectuer 1. A l’ordinateur Lancer AviMéca et charger le document vidéo « vélo » et le regarder une ou deux fois Le pointage de trois points a déjà été effectué : - point 1 - point 2 - point 3 Les coordonnées ont été sauvegardées au format Regressi. Fermer AviMéca. Lancer Regressi et charger le fichier « Mouvement d’une bicyclette ». En utilisant la méthode employée avec l’étude de l’équerre, faire tracer par l’ordinateur la trajectoire du point d’un rayon de la roue par rapport à l’axe de la roue. N’afficher que les points, sans les relier. Appeler le professeur lorsque le travail est fait afin qu’il vous remette une feuille de documents : - un graphe des trajectoires des trois points obtenues directement à partir du pointage. - le graphe que vous avez à l’écran . Noter, dans le tableau de grandeurs (« variables »), l’intervalle de temps τ qui sépare deux positions successives. 2. Questions : 2.1. Document 1 1. Dans quel référentiel sont obtenues les trajectoires du document 1 ? 2. Quels sont les deux points correspondant à une partie de la bicyclette animée d’un mouvement de translation ? Définir le mouvement de translation. (Cette notion sera précisée ultérieurement). 3. A partir du document et de la valeur de τ, calculer la vitesse de la bicyclette. 4. Avec l’échelle suivante : 1 cm ↔ 0,5 m.s-1, tracer le vecteur vitesse du point 1 dans l’avant-dernière position du graphe. 5. Quel la nature du mouvement du point du rayon dans ce référentiel ? 2.2. Document 2 6. Dans quel référentiel a été obtenue la trajectoire du document 2 ? 7. Cette trajectoire, dans la réalité est un cercle ; ses imperfections, sur le document, sont imputables aux imprécisions du pointage (erreur humaine qu’il est difficile d’éliminer complètement…). A l’aide d’un compas, déterminer le meilleur cercle possible et mesurer son rayon R. 8. Définir le mouvement de rotation. On appelle vitesse angulaire de la roue, ω (oméga), l’angle (en radian) balayé par un rayon de la roue en une seconde. La vitesse angulaire se mesure donc en radians par seconde : rad.s-1.On rappelle que 360 degrés (angle balayé en un tour de roue) correspondent à 2π radians : 360 ° = 2π rad. 9. On peut admettre que le tour de roue s’effectue en un intervalle de temps T = 10 τ Exprimer littéralement puis calculer la vitesse angulaire du point du rayon de la roue. 10. Cette vitesse est-elle la même pour tous les points de la roue ? 11. Connaissant le rayon R du cercle décrit par le point, donner littéralement la distance d parcourue par le point en un tour (= circonférence) et en déduire l’expression littérale de la vitesse v (en m.s-1) du point.. 12. En déduire la relation littérale entre la vitesse v et la vitesse angulaire ω. Faire la vérification numérique. D:\769911132.doc