Partie I : Dans quelle direction ? Partie II : A quelle vitesse ?

Thème : Sport
Chap. : Mouvements et forces
TP : Pendant les JO
2nde
But de l’activité : Déterminer comment décrire un mouvement et comment mesurer
précisément un temps.
Partie I : Dans quelle direction ?
Il existe différents types de trajectoire, dont les principaux sont montrés dans le document 1.
Document 1 : Types de trajectoire
a)
b)
c)
1. Associer à chacune des trajectoires du document 1 un des termes suivant, puis donner une définition de
chaque terme :
circulaire ; rectiligne ; curviligne
2. Vous disposez de plusieurs vidéos d’observation de plusieurs sports. Pour chaque vidéo, déterminer le
type de trajectoire du système observé, donné dans le tableau ci-dessous.
Vidéo
Vidéo
Nom du fichier
Système observé
Nom du fichier
Système observé
#
#
Curling_lancer.mp4
Basket_lancer.mp4
1
Pierre de curling
4
Le ballon de basket
2
Roue_fixe.avi
3
Patineuse.mp4
Balle noire dans les
rayons de la roue
Le patin du pied droit
lors du ralenti
5
Natation.mp4
L’un des nageurs
6
Slalom_ski.mp4
La skieuse
Partie II : A quelle vitesse ?
Nous allons étudier le mouvement d’un glaçon sur de la glace et celui de la chute d’une balle de tennis afin
de déterminer si des facteurs autres que la trajectoire doivent être pris en compte pour définir un
mouvement.
3. Regarder les vidéos glacon.avi et chute_balle.avi. Mis à part la différence de direction (horizontale et
verticale), que peut-on dire de ces trajectoires ?
Nous allons utiliser le logiciel Aviméca, qui permet de lire une vidéo « image par image » (à chaque clique
de la sourie sur l’image, le programme nous donne l’image suivante), ce qui va nous permettre de générer
le graphique de la position de l’objet à intervalles de temps t égaux
 Ouvrir le logiciel Aviméca, cliquer sur Fichier/Ouvrir un clip vidéo (ou sur l’icône
) et choisir la vidéo à
analyser.
 Cliquer ensuite sur l’icône
, cocher Adapter puis Ok.
 Choisir « Taille 5 » pour le pointeur dans le menu des icônes.
Vidéo A : glacon.avi
Au début de la vidéo, le glaçon n’est pas visible. Nous allons donc cliquer 4 fois sur le coin en bas à gauche
de l’image et ignorer ces points.
Prendre comme point de référence le coin haut-gauche du glaçon et cliquer dessus pour chaque image.
4. En se rappelant qu’il y a toujours le même intervalle de temps t entre chaque point, et en observant la
distance entre chaque point, que peut-on dire de la variation de la vitesse du glaçon ? Associer alors au
mouvement un des termes suivant : uniforme ; accéléré ; ralenti.
Vidéo B : chute_balle.avi
Prendre comme point de référence le centre de la balle (aussi précisément que possible) et cliquer dessus
pour chaque image.
5. Que peut-on dire de la vitesse de la balle ? Associer alors au mouvement un des termes suivant :
uniforme ; accéléré ; ralenti.
6. Conclure : Quelles sont les informations nécessaires pour décrire le mouvement d’un objet ?
Partie III : Le record d’Usain Bolt
C’est en 1912 que fût homologué le premier record du monde du 100 m
d’athlétisme : Don Lippincott le courut en 10,6 secondes.
Le dernier record en date est détenu par le Jamaïcain Usain Bolt : Le 16 août 2009
aux championnats du monde de Berlin, il pulvérise un record mondial qu'il avait
lui-même établit en courant le 100 m en 9 secondes et 58 centièmes.
Comment sont chronométrés ces records ?
Document 2 : Chronométrage sportif
Document 3 : Temps de réaction
On appelle temps de réaction le temps qui s’écoule entre l’application d’un stimulus (visuel, auditif…) et la
réaction volontaire consécutive. Le temps de réaction d’une personne devant réaliser une tâche motrice simple,
comme d’appuyer sur un bouton, est d’environ 0,2 à 0,4 s.
Document 4 : Le chronomètre automatique
Les systèmes de chronométrage actuels sont directement reliés à un réseau d’horloges atomiques, permettant
des chronométrages au dix-millième de seconde.
Lors d’une course d’athlétisme, le chronométrage est déclenché automatiquement lors du coup de feu par une
impulsion électrique plutôt que manuellement par un juge.
7. A l’aide d’un chronomètre manuel, mesurer sur la vidéo Chrono-Record_Bolt.avi la durée mise par Usain
Bolt pour courir le 100 m, de façon à obtenir le résultat de mesure le plus précis possible. Vous avez 3
essais maximum. Notez-les sur votre copie.
8. Quelles sont les sources d’erreur possible pour la mesure faite ?
9. Quelle source d’erreur est éliminée de nos jours avec l’utilisation du déclanchement du chronométrage
par impulsion électrique ?
En athlétisme aux Jeux Olympiques, les performances sont officiellement mesurées au 1/1000e de seconde
pour départager les concurrents. On peut déterminer que la vitesse moyenne des athlètes pour parcourir le
100 m est de 10,0 m/s
10. Quelle distance entre concurrents peut-on apprécier grâce à une mesure de durée précise à 1/1000 e de
seconde (t = 0,001 s) sur un 100 m ? Cette distance semble-t-elle détectable à l’œil ?
11. D’après vous, serait-il pertinent de départager des coureurs de 100 m avec une précision de 1/10 000e
de seconde (t = 0,0001 s) ? Justifier.
12. Conclusion : Expliquer pourquoi le protocole de mesure doit être adapté à la mesure.