TP : Relativité du mouvement

Objectifs :
Dégager la notion de référentiel et de repère d’espace
Montrer que le mouvement d’un même mobile varie avec le référentiel choisi

1ère partie :

Situation-problème :

Un cycliste passe devant vous à vitesse contante et, à cet instant, laisse tomber une balle de tennis. Représentez sur un dessin le cycliste à l’instant où il lâche la balle et à l’instant où la balle touche le sol ; tracez la trajectoire que vous voyez décrite par cette balle.

Exploitation des résultats :

Différentes situations et trajectoires seront sûrement proposées (souvent chute rectiligne), pour lesquelles on demandera une justification.
On en conclue la nécessité d’une vérification expérimentale.

2ème partie :

On propose, si cela n’a pas été fait par les élèves, l’utilisation d’un enregistrement vidéo de cette situation.

1- Etude expérimentale :

1-1 Réalisation et présentation de l’enregistrement :

* Tous les laboratoires de Sciences physiques des lycées de l’académie de Bordeaux disposent d’un camescope et d’un magnétoscope (crédit du rectorat 1999 pour équipement audiovisuel) et pourront réaliser cet enregistrement.
Suivant les équipements de l’établissement, cet enregistrement pourra : être lu directement par le magnétoscope et les positions des points relevées sur un transparent appliqué sur l’écran d’un téléviseur ; être numérisé par une carte vidéo équipant un ordinateur et, après compression transformé en fichier de type .AVI pouvant rentrer dans une disquette 3,5 pouce et être utilisé dans un logiciel qui permettra le pointage de ces positions avec le relevé des coordonnées (voir annexe).

* Dans un premier temps, on fait défiler l’enregistrement image par image et on voit quelle est la bonne réponse à la situation-problème proposée. On fait ressortir que le mouvement de la balle est vu par le camescope, posé sur un pied et fixe par rapport au sol ; donc que la position de la balle est repérée par