TPforces et mouvements

Thème Sport
mai 2012
TP : MODIFICATION DE MOUVEMENTS - PRINCIPE D'INERTIE
Objectifs du TP:
• Influence des forces et de la masse sur la modification du mouvement d'un système
• Principe d'inertie
BAPTÊME DE L'AIR EN VOL LIBRE
Influence des forces sur un mouvement et principe d'inertie
Objectifs : Décrire le mouvement du parachutiste lors des 40 premières secondes de saut, et expliquer
la cause de l'évolution de celui-ci en utilisant les notions de forces.
•
Proposer un ensemble d'hypothèses et une démarche permettant de vérifier celles-ci.
TIRER UNE PENALITE AU RUGBY
Influence de la masse du système en mouvement
Un ballon de rugby a une masse réglementairement comprise entre 410 et
460g.
Cela permet de passer des pénalités depuis une trentaine de mètres.
Question : Que se passerait-il si la masse du ballon était dix fois plus grande, que se passerait-il si elle
était dix fois plus faible?
•
Pour répondre à cette question, faire les expériences décrites dans votre livre à la page 233 et
répondre aux questions 2 et 3 p 233
Thème Sport
mai 2012
APPLICATIONS 1 : RUGBY ET TAPE A SUIVRE
Au rugby, la « tape à suivre » est un coup de pied
qui permet de faire avancer le ballon selon une
trajectoire en cloche. Le joueur ayant effectué la
tape à suivre essaye d'être le premier à récupérer le
ballon lorsque celui-ci retombe.
L'enregistrement du mouvement du centre du ballon
dans le référentiel terrestre est donné ci-contre.
L'intervalle de temps entre deux positions
successives est de 0,30s.
1. Projeter les positions successives du centre du ballon sur l'axe horizontal puis sur l'axe vertical.
a) Comment évolue l'écart entre les abscisses consécutives repérées ? Que peut-on dire du
mouvement du centre du ballon selon l'axe horizontal?
b) Comment évolue l'écart entre les ordonnées consécutives repérées ? Que peut-on dire du
mouvement du centre du ballon selon l'axe vertical?
2. Quelle doit-être la vitesse du rugbyman pour attraper le ballon? Doit-il accélérer ou ralentir pour
attraper celui-ci?
3. Quelle(s) est (sont) les forces exercée(s) sur le ballon quand il est en l'air? Justifier le fait que dans le
cas présent, les forces de frottements de l'air sont négligeables.
APPLICATIONS 2 : PLONGEURS D'ACAPULCO
Acapulco est renommée pour ses falaises d'où il est possible de plonger dans la mer. Une plongeuse dont le
poids est 480N se lance. Pendant son plongeon, la force de contact exercée par l'air est négligée
Données : g = 9,8N.kg-1
1. Quelle(s) force(s) s'exerce(nt) sur la plongeuse quand elle est en l'air ? Que peut-on dire alors de sa
vitesse (Justifier)
2. A l'arrivée dans l'eau sa vitesse diminue. Interpréter ceci en terme de force.
3. Quand la plongeuse s'immobilise sous l'eau elle est à 7 m de profondeur. A ce moment quelles forces
s'exercent sur elle? Préciser leurs directions, sens et normes.
4. Un plongeur de 75kg s'élance à son tour. Il arrive au contact de l'eau exactement à la même vitesse
que la plongeuse et la force exercée par l'eau est supposée exactement la même que celle qui a ralenti
la plongeuse précédente.
a) Le plongeur va-t-il s'immobiliser plus profondément ou moins profondément que la plongeuse.
Justifier.
b) Pourquoi le plongeur arrive à la surface de l'eau à la même vitesse que la plongeuse?
SAUTS EN PARACHUTE
Question 1 : Calculer la vitesse du parachutiste toutes les 5 secondes et tracer un graphique
permettant de visualiser l'évolution de cette vitesse en fonction de la durée de la chute (est-ce en
accord avec les données du texte introductif?)
Thème Sport
mai 2012
Question 2 : Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur le parachutiste. Ces forces varientelles au cours de la chute?
Question 3 : Proposer une représentation des forces qui s'exercent sur le parachutiste pour les
deux phases du mouvement mis en évidence
Phase 1 :
Phase 2 :
Conclusion : Décrire le mouvement du parachutiste lors des 40 premières secondes de
saut, et expliquer la cause de l'évolution de celui-ci en utilisant les notions de forces.
Conclusions :
Influence des forces :
Principe d'inertie :
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PENALITE AU RUGBY
Question 2 p 233
Question 3 p 233
Conclusion : Que se passerait-il si la masse du ballon était dix fois plus grande, que se
passerait-il si elle était dix fois plus faible?
Conclusion :
Influence de la masse du système :