Archives catégorie : Observer et décrire différents mouvements

Fév 27

Bilan I “Les mouvements”

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Bilan I : Les mouvements

I) Le mouvement

Lorsqu’un objet se déplace, on dit qu’il est en mouvement.

Le mouvement est décrit par rapport à un observateur : on peut parler de relativité du mouvement.

II) Les trajectoires

La trajectoire correspond à l’ensemble des positions prises par l’objet au cours du temps : elle correspond au chemin suivi par cet objet.

  • Si la trajectoire est une droite, le mouvement est rectiligne.
  • Si la trajectoire est un cercle, le mouvement est circulaire.
  • Si la trajectoire n’est pas défini, le mouvement est quelconque.

III) La vitesse

  1. Définition

La vitesse moyenne d’un objet se calcule à l’aide de la distance parcourue entre deux points et la durée du parcours

Vitesse moyenne v  = distance d parcourue par l’objet / durée t  du parcours

v  = d / t

  • si la distance est en mètre (m) et la durée en seconde (s) alors la vitesse moyenne est en mètre par seconde (m/s)
  • si distance est en kilomètre (km) et la durée en heure (h) alors la vitesse moyenne est en kilomètre par heure (km/h)
  1. Vitesse et mouvement
  • Si la vitesse augmente au cours du temps, on dit que le mouvement est accéléré.

  • Si la vitesse diminue au cours du temps, on dit que le mouvement est ralenti (ou décéléré).

  • Si la vitesse ne change pas au cours du temps, on dit que le mouvement est uniforme.

Remarque : La durée est la même entre deux représentations de la voiture.

  1. Quelques ordres de grandeurs

objet

vitesse maximale

Balle de tennis

L’Australien Samuel Groth, 340e mondial, a battu le record de vitesse au service avec une balle enregistrée à 263 km/h

Volet de badminton

Record : 493 km/h

Ballon de football

Record : 183 km/h

Être humain le plus rapide sur 100m

Usain Bolt 44,75 km/h

Avion de ligne

1000 km/h

TGV

300 km/h

Faucon pèlerin

390 km/h

escargot

0,047 km/h

Terre autour du Soleil

1 000 000 km/h
Fév 20

activité expérimentale “le circuit de voitures électriques en démarche d’investigation”

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Diane et Victor s’amusent avec un circuit de voitures électriques.

Victor pilote la voiture 1 sur la piste extérieure.

Diane pilote la voiture 2 sur la piste intérieure.

Ils effectuent chacun 10 tours.

Diane : Je suis la plus rapide !

Victor : Non c’est moi !!! J’ai mis moins de temps pour faire mes 10 tours….

Diane : Tu a mis moins de temps mais ta vitesse moyenne est certainement inférieure à la mienne…

Victor : Je ne sais plus quoi penser !

A vos marques, prêts, partez !!!!

Comment peut-on départager nos deux compagnons ?

Fév 19

Activité “Les 24 heures du Mans”

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Première partie : Victor et Diane ont  décidé de tester le circuit des 24h du Mans.

plan-circuit-le-mans-scalextric-2

Définition :

La trajectoire correspond à l’ensemble des positions prises par l’objet au cours du temps : elle correspond au chemin suivi par cet objet.

  • Lorsque la trajectoire est une droite, le mouvement est dit rectiligne.
  • Lorsque la trajectoire est un cercle ou une portion de cercle, le mouvement est dit circulaire.
  • Lorsque la trajectoire ne peut pas être décrite, le mouvement est dit quelconque (ou curviligne).

Questions :

1. Surligner sur le schéma précédent les sections où les voitures auront un mouvement rectiligne.

2. Surligner (d’une autre couleur) sur le schéma précédent les sections où les voitures auront un mouvement circulaire.

3. Dans la ligne droite AB, la voiture de Diane est-elle en mouvement par rapport à un Victor resté dans la tribune de l’hippodrome ?

4. Diane est-elle en mouvement par rapport à Victor présent dans la tribune lorsqu’elle passe devant devant lui ?

5. Diane est-elle en mouvement par rapport à sa voiture (dans une ligne droite par exemple) ? 

 

Circuit de Nardò est un circuit automobile construit en 1975 et dédié aux essais automobiles. Le circuit est principalement constitué d’un anneau de vitesse de 4 km de diamètre et 12,5 km de circonférence.

6.Quelle est la forme de la trajectoire de cette voiture ?

7.A l’aide d’un instrument de mathématiques, dessiner sur la feuille la forme géométrique de la trajectoire d’une voiture qui roulerait sur ce circuit .

 

Deuxième partie : La chronophotographie

On a réalisé des photos à intervalles temps réguliers du déplacement de la voiture télécommandée du départ jusqu’à l’arrêt total de la voiture.

On peut décomposer le mouvement de la voiture en 3 phases

Répondre aux questions suivantes, à l’aide des chronophotographies :

PHASE 1:10. Lors de la première phase, la vitesse de la voiture…

augmente

diminue

ne change pas (constante)

11. le mouvement est dit :

uniforme

accéléré

ralenti

PHASE 2:

12. Lors de la deuxième phase, la vitesse de la voiture ….

augmente

diminue

ne change pas (constante)

13. Le mouvement est alors :

uniforme

accéléré

ralenti

PHASE 3: 14. Lors de la troisième phase (juste avant l’arrêt de la voiture), la vitesse de la voiture…

augmente

diminue

ne change pas (constante)

13. Le mouvement est alors :

uniforme

accéléré

ralenti

Avr 11

Activité expérimentale “Le crash test et l’énergie de mouvement”

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Définition :

Un objet en déplacement possède de l’énergie de mouvement. Cette énergie peut être transformée en chaleur lors d’un freinage ou peut entraîner des dégâts lors d’un choc.

Question scientifique : De quoi dépend l’énergie de mouvement d’un objet ?

Consignes :

  • Proposer des hypothèses
  • Proposer des expériences
  • Schématiser et réaliser l‘expérience
  • Compléter dans un tableau les mesures réalisées
  • Rédiger une ou deux conclusion(s)

Matériel :

  • une petite voiture
  • une plus grosse voiture
  • un camion
  • un plan incliné
  • un cube de bois
  • un réglet
  • une balance
Avr 08

activité “relativité du mouvement”

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Vocabulaire : le référentiel est le lieu ou l’objet par rapport auquel on décrit un mouvement.

Un bus roule sur une route en ligne droite. Le chauffeur C est concentré sur la route et ne voit pas le gendarme G derrière l’arbre. Le papi P lit tranquillement son journal au fond du bus pendant qu’une dame D se déplace vers l’avant du bus.

Répondre aux questions suivantes :
1) Pour le gendarme G, quels personnages et objet sont en mouvement ?

2) Pour le gendarme G, quel objet est au repos (immobile) ?

3) Par rapport à l’arbre, quels personnages et objet sont en mouvement ?

4) Par rapport à l’arbre, quel personnage est au repos (immobile) ?

5) Pour le chauffeur C, quel personnage et objet sont au repos ?

6) Pour le chauffeur C, quels personnages et objet sont en mouvement ?

7) Pour le papi P, quels personnages et objet sont en mouvement ?

8) Pour le papi P, quels personnage et objet sont immobiles ?

9) Pour la dame D, quels personnages et objets sont en mouvement ?

 

 

 

Mar 16

Activité expérimentale ” A vos marques…en démarche d’investigation “

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Diane vient de recevoir une voiture télécommandée.

Diane souhaite déterminer la vitesse moyenne (départ arrêté) d’une voiture télécommandée sur une distance de 10 mètres.

  1. Proposer un protocole expérimental permettant de calculer cette vitesse moyenne :
  • liste du matériel

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– …………………………………………… – …………………………………………… – ……………………………………………

  • description de l’expérience.

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…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

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  • explication du calcul à réaliser.

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2. Réaliser l’expérience.

3. Calculer la vitesse moyenne de la voiture

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Jan 24

Activité expérimentale “le circuit de voitures électriques”

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Pour se distraire Diane et Victor jouent avec un circuit de voitures électriques.

Diane pilote la voiture 1 et Victor pilote la voiture 2

Voici les résultats chronométriques de Diane et de la voiture 1 sur la piste extérieure

Temps total 00:22.66        nombre de tours 10

nombre de tours temps cumulé temps au tour
01 00:02.55 00:02.55
02 00:04.71 00:02.16
03 00:06.91 00:02.20
04 00:09.14 00:02.23
05 00:11.39 00:02.25
06 00:13.57 00:02.18
07 00:15.77 00:02.20
08 00:18.12 00:02.35
09 00:20.42 00:02.30
10 00:22.66 00:02.24

 

Voici les résultats chronométriques de Victor avec la voiture 2 sur la piste intérieure

Temps total 00:20.57       nombre de tours 10

nombre de tours temps cumulé temps au tour
01 00:02.62 00:02.62
02 00:04.68 00:02.06
03 00:06.84 00:02.16
04 00:08.85 00:02.01
05 00:10.97 00:02.12
06 00:12.91 00:01.94
07 00:14.94 00:02.03
08 00:16.82 00:01.88
09 00:18.72 00:01.90
10 00:20.57 00:01.85

 

Victor pense avoir la voiture 2 la plus rapide. Diane lui précise que ce n’est pas parce qu’il a mis moins de temps sur la piste intérieure que la voiture 2 est la plus rapide.

 

D = 40 cm

d = 28,5 cm

L = 57 cm

l = 34 cm

 

Jan 18

Activité expérimentale : “Le ciel est tombé sur la Tête de Victor”

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Lors d’un orage violent, Victor a reçu un grêlon sur la tête !

Définition :

Un objet en déplacement possède une énergie de mouvement qui peut entraîner des dégâts lors d’un choc : un grêlon peut par exemple casser un pare-brise.

Question scientifique : De quoi dépend l’énergie d’un objet qui chute ?

Consignes :

  • Proposer des hypothèses
  • Proposer des expériences
  • Schématiser et réaliser les expériences
  • Compléter dans un tableau les mesures réalisées
  • Rédiger une ou deux conclusion(s)

Matériel :

  • Un bac à sable
  • une balle de tennis
  • une boule de pétanque en plastique
  • une boule en mousse
  • une boule de pétanque
  • un réglet
  • une balance
Déc 11

Activité documentaire “Une plongée profonde”

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Le sous marin Deepsea Challenger

Le 26 mars 2012, James Cameron a piloté un sous marin le Deepsea Challenger et est devenu la première personne dans l’histoire à l’atteindre dans l’océan Pacifique la fosse des Mariannes en solitaire.

Il a atteint une profondeur de 10994 m.

deepsea-challenger-ideLa vidéo de la descente de James Cameron est disponible sur le lien suivant :

https://www.youtube.com/watch?v=YdA6LBha1is&t=27s

Victor a décidé de réaliser une plongée grâce à un sous-marin «Le Victorius IV». Il réalise une plongée verticale à l’image de la plongée de James Cameron au large d’Etretat.

carte-etretatxsous-marin

 

 

 

 

 

 

 

 

Définition :

La trajectoire correspond à l’ensemble des positions prises par l’objet au cours du temps : elle correspond au chemin suivi par cet objet.

• Lorsque la trajectoire est une droite, le mouvement est dit rectiligne.

• Lorsque la trajectoire décrit un cercle, le mouvement est dit circulaire.

Questions :

  1. Le sous marin est-il en mouvement pour un observateur resté sur le bateau ?
  1. Victor est-il en mouvement par rapport à l’observateur resté sur le bateau ?
  1. Victor est-il en mouvement par rapport au sous marin ?
  1. Dessiner l’allure de la trajectoire du sous marin Victorius IV.
  2. Quelle est la forme de la trajectoire du sous marin ?
  1. Le mouvement du sous marin est-il rectiligne, circulaire ou quelconque ?

La remontée du sous marin s’effectue à l’aide d’un treuil électrique dont la photo est présente ci-dessous :

treuil7.  Dessiner la trajectoire d‘un point A extérieur du disque du tambour.

8. Quelle est la forme de la trajectoire du point A ?

9. Le mouvement du point A est-il rectiligne, circulaire ou quelconque ?

10. Que dire du mouvement du point O (axe de rotation du tambour) ?

Définition :

La vitesse (moyenne) v d’un objet dépend de la distance d parcourue et de la durée t du parcourt.

Elle se calcule à l’aide de la relation mathématique suivante :

Vitesse = distance parcourue / durée                         v = d / t           (ou v = d : t)

Remarques :

  • si d est en mètre (m) et t en seconde (s) alors v est en mètre par seconde (m/s)
  • si d est en kilomètre (km) et t en heure (h) alors v est en kilomètre par heure (km/h)

A l’aide des indications de la plongée :

  • durée de la descente : 2h
  • durée de la remontée :  25 min
  • profondeur : 300 m

11. Calculer la vitesse vdescente (en km/h) du sous marin lors de sa descente.

12. Calculer la vitesse vremontée (en m/s) du sous marin lors de sa remontée.

La chronophotographie

http://ekladata.com/iidjYh2UxlICypqWQSAXvQcQeLY/chrono-photographie_du_mouvement.swf