Accompagnement Personnalisé en Sciences : Sport

Accompagnement Personnalisé en Sciences : Sport
Construction d'un graphe
Énergétique du Judoka
En expédition
Graphique et tableur
Enregistrement vidéo
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Méthode d'enregistrement vidéo
L'objectif de cette séance est de réaliser, de mettre en forme et d'exploiter l'outil vidéo pour l'analyse physique du
mouvement d'un objet.
Vouz allez donc réaliser et exploiter des enregistrements vidéo pour décomposer un mouvement de chute libre.
L'enregistrement vidéo et son exploitation permettent d'analyser un mouvement. Cette fiche présente la méthode
à suivre en vue de traiter un enregistrement vidéo. Pour cela, il est nécessaire de disposer :
d'un système d'acquisition vidéo (type caméra, webcam, appareil photo numérique...) :Vidcap32;
d'un logiciel de mise en forme de la vidéo : Avidemux;
d'un logiciel d'acquisition des positions de l'objet en mouvement, appelé logiciel de pointage : Avimeca;
d'un logiciel de traitement : Regressi.
Étape 1 : l'enregistrement, une acquisition vidéo
L'échelle spatiale d'une vidéo se déduit de la mesure de la longueur d'un objet de dimension connue, comme une
règle par exemple, qui doit donc âtre placé dans le champ de la caméra et dans le plan de la trajectoire de l'objet
étudié. Il faut prendre soin de minimiser les erreurs de parallaxe en :
s'assurant que la caméra reste immobile pendant tout l'enregistrement vidéo et que son axe est
perpendiculaire au plan de la trajectoire.
s'assurant de la présence d'un objet de taille connue dans ce champ.
s'assurant, également, que toute la scène est dans le champ de la caméra.
Fig. 1 : Réglages pour l'enregistrement
Enregistrement :
1. Filmer le mouvement d'une balle lancée, utilisation du logiciel vidcap32 .
2. Enregistrer la vidéo (format .avi en compression divx) et transférer son fichier sur un ordinateur.
3. Monter, vérifier qu'il n'y a pas d'image en double ou d'image manquante, couper... avec le logiciel
Avidemux.
Étape 2 : Le pointage, une acquisition des positions d'un point de l'objet (voir utilisation
avimeca )
Fig. 2 : Logiciel Avimeca
1. Charger la vidéo dans un logiciel de pointage.
2. Indiquer l'échelle spatiale utilisée, en tenant compte de la taille de la règle.
3. Choisir une orientation d'axes.
4. Pointer les positions successives du point de l'objet suivi.
5. Enregistrer, éventuellement, le fichier de cette acquisition.
Étape 3 : Traitement des données (voir utilisation de regressi )
1. Transférer, si besoin, le fichier d'acquisitions dans un logiciel de traitement de données (certains logiciels
proposent à la fois des modules de pointages et de traitements, ce qui rend le transfert non nécessaire).
2. Afficher les positions acquises de l'objet étudié dans un système d'axes (Ox ; Oy) ou les positions de l'objet
selon un axe en fonction du temps.
3. Imprimer la trajectoire de l'objet, courbe y(x) .
4. Sauver provisoirement le fichier regressi sur le bureau de l'ordinateur (à effacer en fin de séance).
Étape 4 : Décomposition du mouvement
La décomposition du mouvement suivant deux axes simplifie son étude. Elle nécessite que les positions de l'objet
en mouvement dans le système d'axes (Ox ; Oy) soient déduites des données de la vidéo.
1. Pour chaque position de l'objet, tracer une droite verticale passant par le centre d'inertie de la balle (traits
bleu). Le point d'intersection de ces droites avec l'axe Ox correspond à la projection orthogonale, sur l'axe Ox,
de chaque position de l'objet au cours de son mouvement.
2. Faire de même pour projeter le mouvement sur l'axe Oy (traits rouges). On peut s'aider de l'outil réticule de
régressi et de la barre d'espace.
3. Un diagramme de points en deux dimensions est ainsi transformé en deux diagrammes de points à une
dimension. Le premier sur l'axe Ox montre que la valeur de la vitesse horizontale de la balle est constante. Le
second sur l'axe Oy montre que la valeur de la vitesse verticale de la balle augmente.
Complément
En cas de problème avec la réalisation de la vidéo :
1. Réaliser le pointage vidéo du mouvement d'un ballon au cours d'un lancé
1. Ouvrir le logiciel Avimeca
2. Ouvrir ensuite avec Avimeca la vidéo suivante (préalablement sauvée sur le bureau de l'ordinateur) : ballon.avi
3. Grâce à la méthode et au tutoriel , paramétrer le logiciel Avimeca.
4. Réaliser ensuite le pointage des positions.
2. Exporter le tableau de résultats vers le tableur Regressi (copier coller par le presse-papier, puis fichier -->
nouveau --> presse-papier dans Regressi )
Analyse des résultats :
1. Tracer dans Regressi la courbe y(t) , avec y en m et t en s.
2. Modéliser par une fonction adaptée y en fonction de t sur l'interval 0,1s à 0,7s
3. Donner les résultats établis.
4. Tracer l'allure de la courbe et du modèle
Lycée Astier, 2011