CORRECTION : Devoir de Sciences Physiques. Physiques, Mécanique,
Mouvement, Repère, Vitesse .... Exercice : Trajectoire et vitesse d'une balle
lachée ...
CORRECTION : Devoir de Sciences Physiques. Physiques, Mécanique, Mouvement, Repère, Vitesse .... Exercice : Trajectoire et vitesse d’une balle lachée depuis un vélo 1- Le référentiel d’étude est le référentiel terrestre. 2-Le mouvement de la balle de tennis est un mouvement curviligne (courbe), la vitesse horizontale de la balle(tenu par le cycliste qui avance) est combiné avec son mouvement de chute libre (dès que le cycliste la lâche). 3-Comme les photos ont été prises toutes les 40 ms, qu'il y a 14 intervalles entre les photos des positions 1 et 15, la durée de chute est donc de 14 x 40 ms = 560 ms, soit 0,56 s. 4-L'échelle de cette photographie est : environ 15 cm sur la photo pour l'écart intérieur de la cage de handball pour 312 cm réel, soit une échelle (un rapport) de 312/15 = 20,8. Donc, la balle parcours réellement 6,8 x 20,8 = 141,44 cm ≈ 1,41 m. 5-Sa vitesse moyenne est donc v = d/t = 1,4144/0,56 ≈ 2,53 m.s-1 6- La vitesse instantanée de la balle à l'instant t=80ms (t80)se calcule en mesurant la distance parcourue par la balle entre les instants juste précédent à t= 40 ms (t40)et juste suivant à t= 120 ms (t120) qui encadrent ce moment, et en faisant l'approximation que cette distance est très peu différente (quasiment égale) à la ligne droite entre ces deux instants (pour peu qu'ils soient suffisamment proche). Pour le moment t80, la distance sur la photo entre t40 et t120 est de 1,4 cm et la distance réelle (en respectant l'échelle) est donc de 1,4 x 20,8 = 29,12 cm = 0,2912 m ; le temps entre ces deux instants est de 2 x 40 ms soit 0,08 s ; la vitesse instantanée est donc v = d/t = 0,2912/0,08 ≈ 3,64 m.s-1 On fait la même chose pour le moment t440. La distance sur la photo entre t400 et t480 est de 2,4 cm et la distance réelle (en respectant l'échelle) est donc de 2,4 x 20,8 = 49,92 cm = 0,4992 m ; le temps entre ces deux instants est de 2 x 40 ms soit 0,08 s ; la vitesse instantanée est donc vt440 = d/t = 0,4992/0,08 ≈ 6,24 m.s-1 .
t40
t120 t80
t400 t440 t480
