PEUT-ON NEGLIGER L ACTION DE L AIR LORS DU LANCER D UN BALLON DE BASKET?

Transcription

1 L acion d Euler... C es qui ce ype, Un enraineur de NBA??? Terminale S TP de physique PEUT-ON NEGLIGER L ACTION DE L AIR LORS DU LANCER D UN BALLON DE BASKET? Bu : - Uiliser le logiciel avimeca e un ableur pour visualiser l évoluion de la viesse lors de la chue d un obje ; - Uiliser la méhode d Euler pour modéliser les forces de froemen d un solide en chue. Maériel : vidéo préenregisrée (baske.avi), logiciel avimeca, ableur excel I- Eude préliminaire : On considère le ballon dans le référeniel du gymnase, qu on considèrera comme galiléen. Le ballon a pour coordonnées dans le repère ci-conre : - Horizonale x(), avec x(0) = 0 - Vericale z(), avec z(0) = 0. Appliquons la 2 e loi de Newon au sysème ballon, dans l hypohèse ou l air n agi pas (faies apparaîre le veceur viesse dans vore relaion) : 1/6

2 Projeons cee relaion sur les axes z e x. On obien alors les relaions : - Sur Ox : - Sur Oz : Par inégraion, en déduire l expression de v x () e v z () en foncion de g, α, e v 0 dans ce repère. v x ()= v z () = Donnée : la viesse iniiale v 0 a pour coordonnées V x (0)= v 0 cos α v 0 V y (0) = v 0 sin α α 2/6

3 Quelle serai l allure de v x = f() e v y = f()? v x v z Par inégraion, donnez l expression de x() e z() en foncion de g, α, e v 0. x() = z()= On obien alors les équaions horaires. Traçons ci-dessous les allures des courbes héoriques obenues si l acion de l air es négligeable. x z Que vau z max en foncion des données iniiales? 3/6

4 Quelle es l équaion de la rajecoire? Définiion (à connaîre) de la rajecoire : c es l ensemble des posiions occupées par le poin au cours de son mouvemen. Pour répondre à cee quesion, il fau exprimer z en foncion de x : donnez z = f(x) II- Déerminaion expérimenale de l évoluion de la viesse en foncion du emps : 1) Uilisaion du logiciel de poinage avimeca : On uilise dans cee première parie la vidéo préenregisrée du lancer de baske : Masse du ballon : M = 650 g Diamère : 24 cm Masse volumique de l air : 1,3 g/l, soi 1,3 kg/m 3 On poine successivemen les différenes posiions prises par le ballons au cours de son mouvemen pour pouvoir calculer l évoluion de sa viesse au cours du emps. L éude du mouvemen du ballon porera de l image 10 à l image 37. Pourquoi ce choix? Pour ouvrir le logiciel de poinage avimeca : Double cliquer sur l icône avimeca. Pour ouvrir la vidéo, dans le menu fichier>ouvrir un clip vidéo ; sélecionner baske.avi, cliquer sur ouvrir. 4/6

5 Pour choisir la première image, visionner ou d abord la vidéo en enier (riangle ver en bas à gauche) Puis revenir au débu du film, e avancer image par image pour déerminer la première image du lancer : lorsque le ballon quie la main pour la première fois. Reser sur cee image. Uilisez le même mode opéraoire que pour le TP précéden pour obenir les posiions successives du cenre du ballon. Copiez les données e collez-les dans le fichier excel : baske.xls disponible sur le serveur. 2/ CONCLUSION : Le fichier calculera auomaiquemen les composanes horizonale e vericale de la viesse du ballon, mais aussi les posiions x e z en foncion du emps. Il donnera égalemen l équaion de la rajecoire observée. En jusifian vore réponse, vous évaluerez si oui ou non, e si oui, avec quelle approximaion, on peu considérer que l on peu négliger l effe des froemens de l air sur le mouvemen du ballon lors de son lancer. 5/6

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