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Physique-Chimie 2de

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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


2
Le service au tennis





Doc. 2
Matériel nécessaire

Balle de tennis
  • Une balle de tennis ;
  • Un système d’acquisition vidéo (caméra, smartphone) ;
  • Un ordinateur avec le tableur-grapheur.

Par intuition

Lors du lancer, la vitesse de la balle est-elle plus grande lors de la montée ou de la descente ?

Doc. 3
Calcul des valeurs de la vitesse

Le pointage permet d’obtenir les coordonnées du système étudié à différents instants (t1t_{1}, t2t_{2}, t3t_{3}, etc).

Grâce au tableur, on peut calculer les coordonnées du vecteur vitesse à différents instants à l’aide de la formule : vx(t2)=x(t3)x(t1)t3t1v_{x}(t_{2})=\dfrac{x(t_{3})-x(t_{1})}{t_{3}-t_{1}} (de même pour les coordonnées yy et zz).

Tableur

Compétences

MATH : Utiliser le modèle du vecteur en physique

RÉA : Effectuer des mesures




Doc. 1
La chute libre

On parle de chute libre lorsque le système n’est soumis qu’à son poids. Les autres forces sont négligées ou inexistantes.

Lors d’un service au tennis, le phénomène de chute libre a lieu entre les instants où la balle quitte la main de la joueuse et se dirige vers le haut (chute libre avec vitesse initiale) et celui où la balle change de sens et se dirige vers la raquette avant de la toucher (chute libre sans vitesse initiale).

Venus Williams
Venus Williams, Open it de tennis, Paris, 2018.

Synthèse de l'activité

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Répondre au problème posé en dressant un bilan de l’influence d’une force verticale sur un mouvement vertical.

Questions

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1. Doc. 1 Faire le bilan des forces appliquées sur la balle de tennis sur un point lors de la montée puis lors de la descente. En déduire que la balle est en chute libre à tout instant.


2. Doc. 2 Proposer et mettre en œuvre un protocole permettant de visualiser le mouvement de la balle lors de la montée, puis lors de la descente.


3. Représenter les vecteurs vitesse à l’aide du tableur-grapheur utilisé lors de la montée, puis de la descente.
Lancer le module Geogebra

4. Comment varie le vecteur vitesse entre deux positions à la montée et à la descente ?

Une joueuse de tennis s’apprête à servir. Pour cela, elle lance la balle verticalement au-dessus d’elle afin de la frapper lorsqu’elle retombe.

➜ Quelle est l’influence d’une force sur la vitesse d’un objet ?

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