Labo n° 2. Analyse d`un mouvement filmé.

Laboratoire n°1 : Analyse d’un mouvement à deux dimensions avec « Tracker »
Réalisation de la vidéo
Choisis un mouvement à étudier qui puisse être filmé. Il doit être plane, non rectiligne et court (durée
d’environ 2-3 secondes). La caméra doit être immobile et être placée perpendiculairement au plan du
mouvement. L’objet en mouvement (ou un point de l’objet) doit être assez contrasté par rapport à
l’arrière-plan. La scène doit être la plus lumineuse possible. Le plan doit contenir un objet dont on
connait la dimension (pour servir d’échelle par la suite). Idéalement, la caméra sera placée de niveau.
La vidéo doit être enregistrée selon l’un des formats suivants : mov, avi, flv, mp4 ou wmv.
Traitement de la vidéo avec le logiciel Tracker
Préparation :
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Démarre le logiciel Tracker.
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Ouvre la vidéo en cliquant sur le premier onglet en haut et à gauche de la barre d’outils.
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Lis la vidéo avec le bouton vert en bas à gauche, puis déplace les petits triangles noirs
pour sélectionner l’image de départ et l’image finale de la vidéo.
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Clique sur l’onglet « afficher le système d’axes », tu peux déplacer l’origine du repère
et également faire tourner le repère afin d’ajuster l’horizontale.
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Clique sur l’onglet « ruban », puis sur « nouveau » puis « bâton de calibration ».
Positionne le bâton de calibration sur l’objet dont tu connais la taille.
Au-dessus de
l’image, définis la « longueur de l’échelle » correspondant à la taille réelle de l’objet en
centimètres.
•
Clique sur l’onglet « Créer », puis sur « masse ponctuelle ». Ensuite, positionne ta souris
au niveau de l’objet dont tu as filmé le mouvement et effectue un clic gauche en
appuyant sur la touche majuscule afin de marquer la position de l’objet.
•
Instantanément Tracker passe à l’image suivante, tu peux ainsi marquer les positions
successives de l’objet. Attention, réalise cette tâche avec précision, au besoin utilise le
zoom (onglet en haut au centre de la barre d’outils).
Résultats :
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En bas à droite, tu trouveras un tableau contenant les informations de temps et de
positions pour l’ensemble du mouvement.
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En cliquant sur « Tableau de données », il est possible d’ajouter des colonnes (par
exemple : v, vx, vy, a, ax, ay…).
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En haut à droite tu trouveras un graphique ; tu peux changer le type de données
affichées en cliquant sur les titres des axes afin d’afficher le graphique de la vitesse
en fonction du temps ou celui de l’accélération en fonction du temps, etc.
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Au niveau de la barre d’outils, tu peux également faire afficher les vecteurs vitesse et
accélération. Il est possible d’étirer les vecteurs en utilisant l’onglet correspondant à
cette fonction.
Travail à réaliser (/20)
Dans un premier temps, utilise les différentes fonctions de Tracker afin de bien comprendre la
cinématique du mouvement que tu analyses.
1.
Imprime le tableau t, x, y, v, vx, vy, a, ax, ay (format paysage).
2. Ensuite, en utilisant le tableau de données de Tracker, représente sur une feuille de
papier (millimétré) une dizaine de positions régulièrement espacées dans le temps et en
ces mêmes points représente les vecteurs vitesse et accélération. Conserve le même
repère que sur Tracker et utilise des couleurs différentes pour les positions, les
vecteurs vitesse et les vecteurs accélération.
Indique sur ton graphique les
différentes échelles de position (sous la forme d’une fraction), de vitesse et
d’accélération, ainsi que le repère.
3. Sur une autre feuille, tu indiqueras le détail du calcul des composantes d’un vecteur
vitesse, en te basant uniquement sur les informations de position (x) et (y) et de temps
(t) de Tracker et aucune autre information. Précise l’instant choisi pour le calcul de la
vitesse.
4. Ensuite sur la même feuille, tu indiqueras le détail du calcul des composantes d’un
vecteur accélération, en te basant uniquement sur les informations de vitesse (v x) et (vy)
et de temps(t) de Tracker et aucune autre information. Précise l’instant choisi pour le
calcul de l’accélération.
Remarque : Pour les points 3 et 4, tes résultats différeront peut-être légèrement des
résultats obtenus avec Tracker, en raison de différences entre ta méthode et
l’algorithme de calcul de Tracker.
5. Sur ta feuille, décris le mouvement (position, vitesse et accélération) en quelques lignes.
Indique si tu observes une particularité dans le mouvement étudié.
Remarque: Le logiciel tracker est gratuit et peut être téléchargé à partir du site :
https://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/