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Balistique sportive
P.28-29

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Balistique sportive




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Partie 1 - Mouvement à l’intérieur du canon

Les épreuves olympiques de tir à la carabine se tirent à 10 mètres, 50 mètres et 300 mètres. La balistique, qui est l’étude du mouvement des projectiles, vient largement en aide aux athlètes pour améliorer leurs performances.La balle entame son mouvement dans le canon de l’arme. L'intérieur du canon est rainuré pour donner à la balle un mouvement de rotation, ce qui lui assure une meilleure stabilité quand elle sort du canon. Elle peut alors atteindre une grande distance.

1
À l’aide des documents, explique pourquoi le mouvement de la balle à l’intérieur du canon est la combinaison d’un mouvement rectiligne et d’un mouvement circulaire.

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Doc. 1
Épreuve de tir aux Jeux Olympiques de Rio en 2016.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Épreuve de tir aux Jeux Olympiques de Rio en 2016.


Doc. 2
Les rainures d'un canon.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> Les rainures d'un canon.


Doc. 3
Schéma d’une carabine sportive.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 3</stamp> Schéma d’une carabine sportive.

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Partie 2 - Mouvement de la balle en dehors du canon

Pour les distances courtes, la trajectoire de la balle est rectiligne. Pour le tir à 300 m, la trajectoire est plutôt courbe.

1
Représente le diagramme objet-interaction de la balle du fusil lorsque celle-ci a quitté le canon.



2
Quelles sont les caractéristiques du poids de la balle (g = 9,8 N/kg) ?



3
Explique pourquoi la trajectoire de la balle n’est pas rectiligne uniforme.

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Doc. 4
Balle de fusil.

<Balle de fusil.

La masse d’une telle balle de fusil est de 6,8 g.

Doc. 5
Trajectoire de la balle lors du tir.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 5</stamp> Trajectoire de la balle lors du tir.

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Exercice 3 : Partie 3 - Vitesse et énergie de la balle

Dans des conditions normales de température et de pression de l’air, une balle tirée par une carabine sportive mettra en moyenne 0,425 seconde pour parcourir la distance de 300 mètres qui la sépare de la cible.

1
Calcule la vitesse moyenne de la balle entre le canon et la cible.



2
Pourquoi la vitesse de la balle diminue lors de sa trajectoire ?



3
Calcule l’énergie cinétique Eci de la balle à la sortie du canon et son énergie cinétique Ecf juste avant l’impact dans la cible.



4
Pour quelle raison n'est-il pas correct d'interpréter la différence entre Ecf et Eci comme une disparition d'énergie ?



5
Indique sous quelle(s) forme(s) et dans quel(s) réservoir(s) se retrouve l’énergie cinétique que la balle a perdue au moment d’atteindre la cible.

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Doc. 6
Vitesse de la balle en fonction de la distance parcourue lors d’un tir.

Distance parcourue
(m)
Vitesse
(m/s)
0 850
100 748
200 654
300 560

Doc. 7
Énergie cinétique.

L’énergie cinétique est l’énergie que possède un objet du fait de son mouvement. Elle est proportionnelle à la masse de l’objet et au carré de sa vitesse. Elle se calcule par la relation :

Ec = 12\dfrac {1}{2} mv2, avec :
  • Ec : l’énergie cinétique en joule (J) ;
  • m : la masse en kilogramme (kg) ;
  • v : la vitesse en mètre par seconde (m/s).
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