Activité La photo-finish

Thème II La pratique du sport
Chapitre 10 La relativité du mouvement
Activité La photo-finish
Le chronométrage officiel des grandes épreuves sportives dispose d’une technique qui n’a cessé de s’améliorer depuis des
dizaines d’années : la photo-finish.
C’est lors des Jeux olympiques de Stockholm, en 1912, que la photo-finish « argentique » fit son apparition. Cette photo en noir
et blanc, de mauvaise qualité, avait pour but de départager des coureurs arrivés ensemble sur la ligne d’arrivée.
Depuis 1946, la photo-finish est obtenue à l’aide d’un enregistrement vidéo. Elle deviendra officielle en 1968 pour les Jeux de
Mexico, où elle permet à la Française Colette Besson, après deux minutes d’incertitude, de remporter le 400 m.
Aux Jeux olympiques de Sydney, en 2000, à l’aide d’une nouvelle caméra numérique qui peut capter plusieurs milliers d’images
par seconde, la photo-finish est maintenant fournie en moins de quinze secondes et devient un juge d’arrivée d’une grande
précision.
La caméra utilisée est fixe et filme ce qui se passe au niveau de la ligne d’arrivée ; elle est reliée à une interface qui permet de
chronométrer. Au départ de la course, le chronographe de l’interface est enclenché. Peu avant l’arrivée, la caméra se met à
filmer. Chaque image prise est une bande verticale très fine, correspondant à un instantané de ce qui se passe sur la ligne
d’arrivée à un moment précis.
Un ordinateur gère ensuite les images et permet d’obtenir la photo-finish, qui est la juxtaposition de toutes les images prises
par la caméra. La photo-finish n’est donc pas une photo instantanée de l’arrivée, mais une représentation de ce qui se passe sur
la ligne d’arrivée au cours du temps. On peut y lire pour chaque coureur son temps, à l’aide d’un curseur vertical. La fréquence
des images enregistrées est choisie en fonction du type de course et de la vitesse des participants.
Le 200m aux Championnats du monde d’athlétisme de 2009.
Questions :
a) Comment est positionnée la caméra pour obtenir la photo-finish ci-dessus ?
b) Où le temps est-il affiché sur la photo-finish ?
c) Avec quelle précision le temps est-il mesuré ?
d) Quel est le temps réalisé par le Jamaïcain Usain Bolt, vainqueur de la course ?
e) La course se déroule sur une distance de 200 m. Quelle a été, en moyenne, la valeur de la vitesse de Usain Bolt sur la distance
de la course ?
f) Calculer la valeur de la vitesse moyenne du coureur qui est arrivé deuxième lors de cette épreuve.
g) On considère que, sur la dernière seconde de course, chaque coureur a une vitesse égale à sa vitesse moyenne sur l’ensemble
du parcours. A quelle distance de la ligne d’arrivée, le coureur classé en deuxième position se trouvait-il lorsqu’Usain Bolt a
franchi la ligne ?