Matériel :

- un ordinateur muni d’un tableur – une Webcam – balle de golf – - les logiciels : Logiciel AVIMECA 2.7  Excel ou (tableur) - la vidéo : CHGOLF

I-  Enregistrement.

1)- Protocole expérimental.

-    On filme, à l’aide d’une Webcam la chute d’une balle de golf de masse m = 44 g.

-    On obtient le fichier : CHGOLF.

-    Ouvrir le logiciel d’acquisition et de traitement vidéo : Aviméca 2.7.

-    Clique sur l’icône :  et dans le dossier vidéoS, choisir le fichier : CHGOLF.

-    Avant d’effectuer les mesures, cliquer sur l’icône  et cocher la case adapter, puis sur OK.

-    Cliquer sur l’icône :  propriétés du clip et les noter.

-    Cliquer sur l’icône étalonnage :

-    Remarque : Ne pas oublier de choisir l’origine des axes.

-    On peut choisir l’origine des axes après avoir effectué les mesures.

2)- Récupération des mesures.

-    Cliquer sur l’icône :  . Il apparaît l’affichage suivant :

-    Cliquer sur OK.

-    Les valeurs sont dans le presse-papier.

-    Il ne reste plus qu’à les exploiter.

-    Ouvrir une feuille de calcul Excel, sélectionner la cellule B3 et cliquer sur ‘’coller’’.

3)- Traitement des mesures.

a)- Comment peut-on faire pour connaître la valeur de la vitesse à chaque instant à l’aide du tableur.

b)- Représenter v _G = f (t). Commenter la courbe obtenue.

c)- Représenter   v_G² = g (h)

d)- Quelles sont les caractéristiques de la courbe obtenue ?

e)- Déterminer la valeur du coefficient directeur p de la droite obtenue.

f)- Calculer la valeur de ½ p. Conclure et préciser l’équation littérale de la droite obtenue.

II- Étude dynamique.

-    Le système étudié est la balle.

-    Faire le bilan des forces extérieures appliquées au système.

-    Remarque : que peut-on dire des frottements de l’air dans le cas d’une chute libre ?

III- Notion du travail d’une force.

1)- Cas général :

-    Quels sont les effets possibles d’une force dont le point d’application se déplace ?

-    Illustrer chaque réponse par un exemple.

-    Que se passe-t-il si le point d’application ne se déplace pas ?

2)- Travail d’une force constante.

-    Qu’appelle-t-on force constante ?

-    Schéma :

3)- Étude de l’enregistrement.

a)- Travail du poids los de la chute libre.

-    La force exercée au cours de la chute libre est-elle constante ? Pourquoi ?

-    Donner dans le repère (O, x, y, z) lié au référentiel d’étude, les coordonnées des vecteurs  et .

-    Déterminer le travail de cette force lorsque le centre d’inertie passe à un point d’altitude y_A à un point d’altitude y_B.

-    Repère :

b)- Expression à toute autre trajectoire.

-    La trajectoire du centre d’inertie du solide n’est plus rectiligne.

-    Il faut calculer le travail du poids pour un déplacement suffisamment petit pour que

-    la portion de trajectoire (MM’) correspondante soit assimilable à un segment de droite.

-    Conclure.

c)- Expression en fonction de la hauteur de chute h.

-    Donner l’expression du travail du poids en fonction de la hauteur de chute h et conclure.

4)- Relation entre travail du poids et vitesse.

-    En déduire la relation entre le travail du poids et la vitesse au carré.

IV- Étude du document (si le temps le permet).

-    Tracer le vecteur vitesse du centre d’inertie de la balle aux temps t_A = 0,20 s et au temps t_B = 0,60 s.

-    Déterminer la valeur du travail du poids sur le trajet AB.

-    Le point A correspond à la position occupée par le centre d’inertie de la bille au temps t_A

-    et le point B correspond à la position occupée par le centre d’inertie de la bille au temps t_B.