Enregistrement et description d un mouvement. Thème :Sport

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1 Enregistrement et description d un mouvement Thème :Sport

2 Objectifs Comprendre que la nature du mouvement observé dépend du référentiel choisi Réaliser et exploiter des enregistrements vidéo pour analyser des mouvements Porter un regard critique sur un protocole de mesure d une durée en fonction de la précision attendue Notions visées : relativité du mouvement, référentiel, trajectoire, mesure d une durée, chronométrage

3 La relativité du mouvement 1) Définition du système Pour décrire un mouvement, il faut avant tout définir le système qui sera étudié. Exemple : Cycliste lâchant une balle, le système décrit intéressant par rapport pour l étude à un est seulement la balle. 2) Solide de référence et référentiel Le mouvement d un point est nécessairement décrit par rapport à un solide de référence. Un référentiel est un solide de référence auquel on associe un repère d espace pour le repérage des positions dans l espace, et une horloge pour le repérage dans le temps. Toute personne ou objet fixe dans un référentiel fait partie de ce référentiel. Un référentiel terrestre est constitué d un objet fixe par rapport à la Terre. On l utilise pour l étude de mouvements à la surface de la Terre.

4 Le temps : instant et durée 1) Mesure d une durée Un phénomène se produisant à un instant donné constitue un événement. A un événement particulier est associée une origine des instants t0 : tout événement à dater depuis l origine des instants correspond à un instant ultérieur tf, avec tf > t0. Exemple : tf : date d aujourd hui et t0 : Naissance J.C. Une durée Δt est l intervalle de temps qui s écoule entre deux événements : Δt = tf t0 > 0 Si on affecte la valeur t0 = 0 s à l origine des instants, alors Δt = tf Donner un exemple d instant et un exemple de durée? Que peut-on mesurer une durée ou un instant?

5 Le temps : instant et durée 2) Précision de la mesure

6 Trajectoire d un point La trajectoire d un point en mouvement dans un référentiel est la courbe qui relie les positions successives de ce point au cours du temps, dans ce référentiel. Sur la chronophotographie suivante, tracer la trajectoire de la balle en rouge

7 Vitesse d un point 1) Vitesse moyenne La vitesse moyenne d un point en mouvement dans un référentiel est le quotient de la distance parcourue d dans ce référentiel par la durée Δt du déplacement : Unités : d en m ; Δt en s L unité du système international de la vitesse est le m.s-1 2) Vitesse instantanée Dans un référentiel choisi, la valeur de la vitesse instantanée d un point en mouvement à un instant précis est estimée en calculant la vitesse moyenne de ce point, sur une durée la plus courte possible autour de l instant considéré.

8 Caractérisation de mouvement Caractériser un mouvement d un point dans un référentiel choisi, c est donner des informations sur la forme de la trajectoire de ce point et sur l évolution de la vitesse en ce point. - Un point dont la trajectoire dans un référentiel donné est un segment de droite a un mouvement rectiligne. - Un point dont la trajectoire dans un référentiel donné est un cercle ou un arc de cercle a un mouvement circulaire. - Un point dont la valeur de la vitesse instantanée est constante dans un référentiel donné a un mouvement uniforme. Le point considéré parcourt alors des distances égales pendant des durées égales.

9 Forces et mouvements Thème :Sport

10 Objectifs Savoir qu une force s exerçant sur un corps modifie la valeur de sa vitesse et/ou la direction de son mouvement et que cette modification dépend de la masse du corps Utiliser le principe d inertie pour interpréter des mouvements simples en terme de forces. Notions visées : actions mécaniques, modélisation par une force

11 Actions mécaniques En Physique, lorsqu un objet agit sur un autre objet, on parle d action mécanique. L objet qui agit est appelé le donneur, celui qui reçoit le receveur. 1) Actions mécaniques de contact et à distance Lorsqu il y a contact entre le donneur et le receveur, on parle d action mécanique de contact. Dans le cas contraire, on parle d action mécanique à distance. 2) Les effets des actions mécaniques Les effets d une action mécanique d un donneur sur un receveur peuvent être : - La mise en mouvement du receveur - La modification de la trajectoire et/ou de la vitesse du receveur - La déformation du receveur

12 Forces 1) Le point d application Pour une action mécanique de contact, le point d application se situe au poin de contact entre le donneur et le receveur (s il s agit d une surface de contact, le point d application est le centre de cette surface) Pour une action mécanique à distance, le point d application se situe au centre de gravité du receveur. 2) La modélisation par uneforce Une force est caractérisée par un point d application, une droite d action, un sens d action et une intensité. On la représente par un vecteur et on la note 3) Le rôle de la masse La masse d un corps caractérise son inertie, c est-à-dire la difficulté à le mettre en mouvement ou à modifier son mouvement.

13 Forces 4) Diagramme objets actions Pour construire un diagramme objets actions, il faut : - Effectuer l inventaire des objets concernés par l étude en n oubliant pas les appuis (le sol par exemple) qui exercent une action mécanique et la Terre, responsable de la pesanteur. - Schématiser ces objets dans des ovales en mettant au centre l objet d étude. - Lorsqu un objet agit sur l objet d étude, représenter cette action par un trait de liaison (en trait plein pour une action de contact, en pointillés pour une action à distance) en indiquant le sens de l action. Il est possible ensuite de modéliser ces actions mécaniques par des forces, sur un schéma.

14 Forces Exemple : Réalité Diagramme objets actions Modélisation

15 Principe d inertie Lors d un choc frontal, le passager d une voiture (non attaché avec une ceinture de sécurité) est projeté contre le pare-brise. Pourtant, comme l action mécanique du fauteuil sur le passager compense encore celle de la Terre, aucune action mécanique supplémentaire ne s exerce sur lui. En réalité le passager continue son mouvement rectiligne uniforme en raison du principe d inertie. Remarque : La vitesse n est pas une action mécanique, car elle ne peut pas se traduire par l action d un objet sur un autre.

16 Principe d inertie Enoncé de la Première Loi de Newton (Principe d inertie) : «Tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s exercent sur lui se compensent.» Signification : - Si la somme des forces s exerçant sur l objet d étude est nulle alors l objet est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme. - Idem si aucune force ne s exerce sur l objet.

17 Les transformations chimiques Thème :Sport

18 Objectifs Décrire un système chimique et son évolution. Écrire l équation de la réaction chimique avec les nombres stœchiométriques corrects. Exemple d une combustion. Pratiquer une démarche expérimentale pour mettre en évidence l effet thermique d une transformation chimique ou physique. Réactions endothermique et exothermique.

19 La transformation chimique Au cours d une transformation chimique, les espèces chimiques sont différents avant et après. L aspect du mélange réactionnel change. Exemples: précipité, dégagement gazeux, changement de couleur avec parfois une augmentation ou une diminution de la température Les réactifs sont les espèces ayant réagi. Les produits sont les espèces s étant formés.

20 La transformation chimique On décrit les états initial et final du système en précisant : -les espèces présentes -leur état physique -leur quantité de matière -les conditions de pression et de température

21 Modélisation de la réaction chimique L équation chimique : C est une écriture symbolique de la réaction avec les symboles chimiques des espèces avec leurs proportions respectives qui sont indiquées par des coefficients stoechiométriques qui ajustent l équation. L équation respecte la conservation des éléments et des charges. Elle traduit l évolution des quantités de matière des réactifs et des produits.

22 Modélisation de la réaction chimique

23 Les effets thermiques Endothermique : Absorption de chaleur Exothermique : Libération de chaleur

24 La pression Thème :Sport

25 Objectifs Savoir que dans les liquides et les gaz, la matière est constituée des molécules en mouvement Utiliser la relation P=F/S, F étant la force pressante exercée sur une surface S, perpendiculairement à cette surface Savoir que la différence de pression entre deux points d un liquide dépend de la différence de profondeur Savoir que la quantité maximale de gaz dissous dans un volume donné de liquide augmente avec la pression Savoir que, à pression et température données, un nombre donné de molécules occupe un volume indépendant de la nature du gaz. Loi de Boyle-Mariotte.

26 Une question de chocs Les gaz sont constitués de molécules qui s agitent en tout sens à grande vitesse. Leur mouvement incessant et rapide crée sur les parois des récipients qu elles rencontrent des chocs très nombreux exerçant une force pressante sur ces parois. Cette force pressante est d autant plus grande que le nombre de chocs exercés est important

27 De la force pressante à la pression La pression est due à la force pressante. Elle augmente quand la force pressante augmente. Elle diminue lorsque la surface sur laquelle s exerce cette force augmente. P=F/S P : Pression en Pascal F : Force en Newton S : Surface (m^2)

28 La pression atmosphérique Autour de nous, toutes les particules contenues dans l air s agitent. La pression qu elles exercent garde une valeur constante de l ordre de P atm = 1,O Pa Cette pression diminue avec l altitude et varie avec les conditions météorologiques.

29 Mesurer la pression On mesure la pression à l aide d un manomètre.

30 La pression dans les liquides La pression exercée dans un liquide augmente avec la profondeur. Elle dépend du liquide.elle augmente avec la masse volumique. ΔP=P-P 0 =ρgh

31 La loi de Boyle-Mariotte A température constante,pour une quantité de matière donnée de gaz, PxV=constante Conséquence:A pression et température données, une quantité de matière donnée occupe un volume indépendant de la nature du gaz.

32 Solubilité d un gaz dans un liquide La quantité de gaz dissous augmente avec la pression.

33 Les molécules du sport Thème :Sport

34 Objectifs Les matériaux naturels et synthétiques Les groupes caractéristiques Les polymères

35 Les matériaux naturels et synthétiques Une espèce chimique naturelle est une espèce chimique produite par la nature (plante, minéraux, etc). Une espèce chimique synthétique est une espèce chimique produite artificiellement par l'homme, dans un laboratoire par exemple. Une synthèse chimique repose sur la transformation de réactifs chimiques en produits chimiques, lors d'une réaction chimique.

36 Les groupes caractéristiques Un groupe caractéristique est un groupe d atome qui, présent dans une molécule, lui confère des propriétés particulières.

37 Les groupes caractéristiques Quelles sont les groupes caractéristique dans la molécule de thréonine?

38 Les polymères Un polymère est une longue molécule constituée de la reproduction d'un même motif, appelé monomère.

39 Les polymères La polymérisation désigne la réaction chimique par lequel des petites molécules réagissent entre elles pour former des molécules de masses molaires plus élevées. la synthèse conduit à des polymères.

40 Les polymères Boites en PE Sacs en PEHD Bouteilles en PEHD Cordages en PP Articles en PVC Cuillères en PS Poêle recouverte de PTFE (téflon) Protections en PP Tubes en PTFE PMMA et mobilier en PMMA