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LA PRATIQUE DU SPORT Chap. 2 Mouvement et forces

2nde - Act. Exp. : Etude du mouvement de la pierre de curling 1 C. Grange-Reynas

Activité expérimentale Etude du mouvement de la pierre de curling

Compétences attendues :

¾ (IIHP G·XQH IRUŃH VXU OH PRXYHPHQP G·XQ ŃRUSV : modification de la vitesse, modification de la trajectoire.

¾ 6MYRLU TXH O·HIIHP G·XQH IRUŃH GpSHQG GH OM PMVVH GX ŃRUSV.

¾ IH SULQŃLSH G·LQHUPLHB

I. Introduction

Le curling est un jeu d'équipe qui se pratique sur une piste de glace. Il consiste à faire glisser des "pierres", dotées

G·XQH SRLJQpH SHVMQP HQYLURQ 20 NJ HP j IMLUH HQ VRUPH TX·HOOHV V·MUUrPHQP OH SOXV SUqV SRVVLNOH GH OM ŃLNOH GHVVLQpH

sur la glace.

Le curling est un jeu écossais qui remonte au XVIème siècle. Ce sport est aussi appelé " pétanque de glace ».

Le curling est un sport officiel des Jeux olympiques d'hiver depuis les 1998.

Historiquement, deux grandes théories se sont opposées quant aux relations entre forces et mouvements :

A priori, avec laquelle de ces deux conceptions êtes-ǀous d͛accord ͍ Aristote ou GalilĠe. Entourer ǀotre rĠponse.

Le but de ce TP est de déterminer expérimentalement lequel de ces deux éminents scientifiques avait raison !

II. Peut-il y avoir un mouvement sans force ? Exemple du curling Deux phases du jeu sont représentées ci-dessous :

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Obserǀer l͛edžtrait filmĠ d͛une compĠtition de curling (audž JO) puis répondre aux questions suivantes.

On s͛intĠresse au mouǀement du palet.

Préciser le système dont on étudie le mouvement et justifier la réponse.

On s'intéresse au mouvement du palet donc le système dont on étudie le mouvement est le palet de curling.

Dans quel référentiel étudie-t-on son mouvement ? On étudie le mouvement dans le référentiel de la patinoire. Avant le lancer : Le palet est posé sur la glace et le joueur ne touche pas au palet : le palet est immobile

ƒ A quelles forces est soumis le palet ?

Dessiner le Diagramme Objets - Interactions (D.O.I) du palet.

Le palet est soumis à son poids ܲ

le palet ܴ

ƒ Le palet étant immobile par rapport au sol, que peut-on dire de la direction et le sens de ces forces ? Comparer

la valeur de chacune des forces.

Comme le palet est immobile par rapport au sol, ces deux forces ont même valeur, même direction mais sont de

sens opposé.

ƒ Représenter ci-contre les forces qui s͛edžercent sur le palet (sans souci d͛Ġchelle).

ƒ Que peut-on dire concernant ces deux forces qui expliqueraient que le palet soit immobile ? Lorsqu'un objet est immobile, les forces qui s'exercent sur lui se compensent.

ƒ Conclure sur le lien entre la nature du " mouvement » et les forces exercées sur le palet.

Si les forces qui s'exercent sur le palet se compensent alors le palet est immobile, les forces qui s'exercent sur lui

se compensent.

Pendant le lancer - phase (1)

ƒ Quelle est la nature du mouvement du palet pendant le lancer ? Pendant le lancer, le mouvement du palet est rectiligne accéléré. Terre

Palet de curling

Glace

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ƒ A quelles forces le palet est-il soumis ? Dessiner le DOI du palet.

Le palet est soumis à son poids, à la force exercée par la glace sur le palet et à la force exercée par le joueur sur

le palet. phase (1). nulle ?

ƒ A quelles forces le palet est-il soumis ? Dessine le Diagramme objets-Interactions (D.O.I) de la pierre qui glisse,

lâchée par le lanceur. ƒ Le lanceur intervient-il encore sur le mouvement de la pierre après le lancer ? Le lanceur n͛interǀient pas sur le mouǀement de la pierre aprğs le lancer. lancée. (Attention, la pierre finit par s͛arrġter). dans le référentiel de la patinoire? Dans le référentiel de la patinoire, son mouvement est rectiligne ralenti. ƒ Pourquoi le palet finit-il par s͛immobiliser ͍ Les forces de frottements sont ă l͛origine de l͛immobilisation du palet. ƒ Quel serait le mouvement du palet en absence de tout frottement sur la glace ? En l͛absence de tout frottement, le mouvement du palet serait rectiligne uniforme.

ƒ Conclure sur le lien entre la nature du " mouvement » et les forces exercées sur le palet.

Une force exercée sur le palet (système) peut avoir pour effet de modifier la valeur de sa vitesse (y compris pour

le mettre en mouvement).

Une force exercée sur le palet (système) peut aussi avoir pour effet de modifier sa trajectoire et/ou de déformer

le système Air

Palet de curling

Glace Terre

Joueur

Air

Palet de curling

Glace Terre

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Le document ci-dessous représente le mouvement du palet avec et sans frottement.

ƒ Quel est le rôle du balayeur ?

Le balayeur élimine les frottements. En balayant, la glace fond et crée une surface lisse sans frottement.

ƒ Le mouvement 1 est-il avec ou sans frottement ?

Le mouvement 1 est sans frottement.

ƒ Même question pour le mouvement 2.

Le mouvement 2 est avec frottements.

ƒ Pour le mouvement 1, à quelles forces le palet est-il soumis ? Dessine le Diagramme objets-Interactions (D.O.I)

nulle ?

ƒ Conclusion

Lorsque les forces se compensent, le palet est immobile ou conserve la même trajectoire et la même vitesse.

III.

Sir Isaac Newton (25 décembre 1642 ou 4 janvier 1643 - 20 mars 1727) formula en 1686 le principe d͛inertie (ou

1ère loi de Newton) :

ƒ Que signifie le terme " persĠǀĠrer dans l͛Ġtat de repos » ?

Le terme " persĠǀĠrer dans l͛Ġtat de repos ͩ signifie rester dans son Ġtat de repos. Un corps dans cet Ġtat sera

donc immobile.

Palet de curling

Glace Terre

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ƒ D͛aprğs les rĠsultats du TP, un corps au repos ou en ͨ mouvement uniforme en ligne droite » peut-il être soumis

à des forces ? A quelle condition ?

D͛aprğs les rĠsultats du TP, un corps au repos ou en ͨ mouǀement uniforme en ligne droite ͩ peut ġtre soumis ă

des forces à condition que ces forces se compensent.

IV. L s͛Ġnonce ainsi.

Dans ce cas, la présence de frottements " casse » la compensation des forces P et R

7. Le lanceur peut-il donner à la pierre une trajectoire circulaire ? Peut-on lancer un glaçon sur une table en lui

faisant décrire une courbe ?

1) Préciser en quelques mots comment fonctionne le dispositif utilisé pour enregistrer une trajectoire.

On donne une impulsion au mobile afin de le mettre en mouvement sur une table horizontale. Faire deux

enregistrements en modifiant le mode de lancement (le lancer tout droit ou en le faisant tourner).

2) -vous pour la trajectoire et pour la

vitesse ?

VI. Conclusion du TP

1) .....

2) Votre réponse à la question I.3.5. est- ? ...............................................

3) A quoi peut bien servir le balayage vigoureux que les joueurs effectuent devant le palet de curling en mouvement ?

Énoncés et applications

¾ Si la vitesse ou la direction de l͛objet ou les deudž ă la fois varient (corps ni immobile, ni en mouvement

tourniquet.) pas.(corps immobile ou mouvement rectiligne uniforme). (Ex : Enfants tirant sur une corde).

ni immobile, ni en mouvement rectiligne uniforme).(Ex : Enfants tirant sur une corde. Un troisième enfant vient

prêter main forte.)quotesdbs_dbs2.pdfusesText_4

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