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Chapitre 13
Activité 2 - Activité expérimentale
Le service au tennis
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Problématique de l'activité
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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Lors du lancer, la vitesse de la balle est-elle plus grande lors de la montée ou de la descente ?
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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).
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).
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Doc. 2 Matériel nécessaire
- Une balle de tennis ;
- Un système d'acquisition vidéo (caméra, smartphone) ;
- Un ordinateur avec le tableur-grapheur.
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Doc. 3 Calcul des valeurs de la vitesse
Le pointage permet d'obtenir les coordonnées du système étudié à différents instants (, , , etc).
Grâce au tableur, on peut calculer les coordonnées du vecteur vitesse à différents instants à l'aide de la formule : (de même pour les coordonnées et ).
Grâce au tableur, on peut calculer les coordonnées du vecteur vitesse à différents instants à l'aide de la formule : (de même pour les coordonnées et ).
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Questions
Compétence(s)
MATH : Utiliser le modèle du vecteur en physique
RÉA : Effectuer des mesures
RÉA : Effectuer des mesures
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.
GeoGebra
4. Comment varie le vecteur vitesse entre deux positions à la montée et à la descente ?
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Synthèse de l'activité
Répondre au problème posé en dressant un bilan de l'influence d'une force verticale sur un mouvement vertical.
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j'ai une idée !
Oups, une coquille
