Physique-Chimie 2de

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Vitesse limite ?
P.204
ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


3
Vitesse limite ?





Sur un forum de parachutisme, on peut lire : « L’accélération est progressive, les 300 premiers mètres sont parcourus en 10 secondes environ puis la vitesse se stabilise aux alentours de 50 m/s. »

➜ Comment varie le vecteur vitesse lors d’un saut en parachute ?


Par intuition

Le parachutiste accélère-t-il constamment jusqu’à l’ouverture du parachute ?


Doc. 1
Modélisation de la situation

La glycérine est un liquide transparent, visqueux, utilisé dans de nombreuses préparations pharmaceutiques.

Pour réaliser l’étude de la chute au laboratoire, on modélisera le parachutiste par une bille et l’air qui l’entoure par de la glycérine.

Modélisation de la chute d'un parapentiste en laboratoire

Doc. 2
Parachutiste en « chute libre »

Parachutiste en « chute libre »

Doc. 3
Matériel nécessaire

  • Une bille ;
  • Une éprouvette graduée ;
  • De la glycérine ;
  • Une caméra ;
  • Un logiciel de pointage ;
  • Un tableur-grapheur.

Doc. 4
Calculer une vitesse à l’aide d’un tableur

Pour un mouvement à une dimension selon (Oy\text{y}), la vitesse en un point Mi\mathrm{M}_{\mathrm{i}} a pour expression :
vi=yi+1yi1ti+1ti1v_{\mathrm{i}}=\dfrac{y_{\mathrm{i}+1}-y_{\mathrm{i}-1}}{t_{\mathrm{i}+1}-t_{\mathrm{i}-1}}


Calcul vitesse tableur


On étire ensuite le calcul pour toute la colonne.

Supplément numérique


Compétences

REA : Mettre en œuvre un protocole

MATH : Utiliser des outils numériques

Questions

Voir les réponses
1. Doc. 1 Définir le système (objet étudié) et le référentiel d’étude dans la situation décrite dans l’introduction. Quel objet modélise le parachutiste au laboratoire ?


2. Doc. 3 À l’aide du matériel disponible, proposer un protocole expérimental permettant de tracer la trajectoire de cet objet lors de sa chute.


3. Réaliser le protocole.

4. Doc. 4 À l’aide d'un tableur externe, calculer la valeur de la vitesse pour chaque position.
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5. Définir une échelle de représentation puis tracer plusieurs vecteurs vitesse.
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6.
Comment évoluent la direction, le sens et la valeur du vecteur vitesse au cours de la chute de l’objet ?

Synthèse de l'activité

Voir les réponses
Que modélise la glycérine dans l’expérience simulant le saut en parachute ? Comment varie le vecteur vitesse lors d’un saut de ce type ?
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