Mobile Autoporteur (2nd)

[lionromeo]

Bonjour tout le monde,
J'a fait mon exercice et je voudrais avoir votre vérification et aide si ce n'est pas bon! Merci d'avance. :happy2:

On enregistre toutes les 40ms le mouvement d'un mobile autoporteur sur un plan incliné.

On enregistre des coordonnées x et y d'un point M du mobile.



1) Dans quel référenciel étudie-t-on le mouvement?
On étudie le mouvement dans le référenciel terrestre.

2) Quelle es la nature du mouvement?
C'est un mouvement accéléré.

[Black Jack]

L'énoncé n'est pas complet pour pouvoir conclure que le mouvement est accéléré.

On ne précise pas les instants (dates) des mesures de coordonnées.

Même si les mesures sont faites à intervalles de temps constants, peux-tu affirmer que le mouvement est partout accéléré ?
Que penser alors des 3 dernières séries de mesures de coordonnées ? (Ne pas confondre vitesse et déplacement).

On devrait aussi pouvoir préciser (par les coordonnées y) le type de trajectoire.

:zen:

[lionromeo]

Il correspond à quoi y?

[Black Jack]

Il correspond à quoi y?

"y" est une des coordonnées du mobile.

Encore faut-il connaître le repère qui a été choisi, c'est à toi de le savoir à partir de l'énoncé COMPLET.

:zen:

[lionromeo]

J'ai pas plus c'est l'énoncé qu'on m'a donné.

[Dominique Lefebvre]

J'ai pas plus c'est l'énoncé qu'on m'a donné.

Bonsoir,
A priori, d'après l'énoncé, les mesures sont acquises toutes les 40 ms. On peut donc supposer qu'elles sont faites à intervalle constant
Si je choisis un référentiel lié au laboratoire, supposé galiléen et dont l'origine est à l'extrémité la plus haute du plan incliné (ça veut dire quoi "je choisis le référentiel terrestre" ? RIEN), et que l'énoncé me dit que le mobile suit le plan incliné, je peux en déduire sa trajectoire.
La deuxième loi de Newton me permet même de l'exprimer.
Mais ce qui m'étonne le plus, c'est la valeur de y, qui est constante et nulle. Dans le référentiel naturel que j'ai choisi c'est impossible, car nous sommes sur un plan incliné, alors que l'abscisse du mobile évolue. Pour que cette série ait une signification, il faut imaginer un référentiel curieux...
A mon sens, il y a une erreur sur les valeurs de y...

[Black Jack]

Je n'avais pas vu l'information des 40 ms, une de mes remarques tombe donc.

On peut supposer que le plan est incliné, que le repère est terrestre et tel que l'axe des abscisses est parallèle à une ligne de plus grande pente du plan et l'axe des ordonnées est perpendiculaire au plan incliné.

Cela expliquerait l'ordonnée constante.

Si l'accélération est constante = 0,66 m/s² et Vo = 0,14 m/s et xo = 0
On aurait x(t) = 0,14t + 0,33 t² (x en m)
Et cela collerait assez bien avec le tableau.

:zen:

[Dominique Lefebvre]

Je n'avais pas vu l'information des 40 ms, une de mes remarques tombe donc.

On peut supposer que le plan est incliné,

J'ai cru comprendre que c'était l'énoncé effectivement )

que le repère est terrestre et tel que l'axe des abscisses est parallèle à une ligne de plus grande pente du plan et l'axe des ordonnées est perpendiculaire au plan incliné.

Cela expliquerait l'ordonnée constante.

C'est à quelque chose comme cela que je pensais, sauf que pour que y = 0, il faut que l'axe Ox passe par le centre d'inertie du mobile...
Un peu curieux ce référentiel pour étudier un mouvement accéléré, mais c'était peut être une question piège!

Si l'accélération est constante = 0,66 m/s² et Vo = 0,14 m/s et xo = 0
On aurait x(t) = 0,14t + 0,33 t² (x en m)
Et cela collerait assez bien avec le tableau.

:zen:

On pourrait en déduire la pente du plan incliné vu que l'accélération est apparemment l'accélération de la pesanteur... Frottements négligés bien sur....

[Dominique Lefebvre]

Bonjour,
Tu vois Black Jack, les réponses que donnent lionromeo à cet exercice illustrent bien les problèmes de l'enseignement de la physique en France.
A la question "dans quel référentiel...", il répond dans le référentiel terrestre! Cette réponse montre qu'il ne sait pas ce qu'est un référentiel. Cette réponse ne signifie rien du tout. Mais à sa décharge, il faut voir ce que les prof disent des référentiels en seconde, essentiellement par manque de temps. Pourquoi ne pas être plus précis en fixant toutes les caractéristiques du référentiel: son caractère inertiel (parler de référentiel terrestre est insuffisant), l'origine du repère, les axes...

A la deuxième question, il répond (juste) sans étayer sa réponse. Cela vient probablement du fait que les élèves pensent (pourquoi?) que la physique , ce n'est pas comme les maths, on ne démontre rien. L'idée générale, au lycée, c'est que l'on apprend des formules qui tombent du chapeau et qu'on les appliques bêtement. Qui véhicule cette idée? Qui la combat?

[Timothé Lefebvre]

Salut,

il faut quand même bien préciser les choses.
Sa réponse à la question 1 est exactement celle qu'attend un prof de seconde.
La plupart des problèmes (et je dirai presque la totalité) traités en seconde sont réalisés dans ce référentiel.

La définition donnée du référentiel terrestre dans un livre de seconde (Physique Chime 2nde Microméga Hatier 2001) est la suivante : "l'ensemble des objets de référence fixes par rapport à la Terre contitue le référentiel terrestre".
Cette définition est assez vague mais constitue la seule base de travail dont l'on dispose en seconde pour parler de référentiel.

Pourquoi ne pas être plus précis en fixant toutes les caractéristiques du référentiel: son caractère inertiel (parler de référentiel terrestre est insuffisant), l'origine du repère, les axes...

Ok pour dire qu'il faudrait préciser en toute rigueur qu'on bosse dans un référentiel galiléen mais on ne peut aller plus loin (ou du moins on ne peut pas l'exiger). Il est rare que les profs en seconde (et en PC) fassent le lien entre "leurs" référentiels et les repères en maths (dommage hein !)

Précisons aussi que la réponse à la question 2 est juste mais pas justifiée (il faudrait par exemple l'accompagner d'une étude de graphique ou de comparaison de données avec le tableau).

Pour finir, je dirai que l'enseignement de la PC en seconde est ce qu'il est et qu'on est oligés de passer par là, en donnant si peu d'outils aux élèves : inutile de les embrouiller alors qu'il y en a déjà quantité qui sont largués en parlant de moles ou de forces. Le niveau est certes faible mais comment l'augmenter ?

[Dominique Lefebvre]

Pas d'accord et ta réponse est encore plus éclairante! De ta part, alors que je te fais bouffer du référentiel à longueur d'années!

Pourquoi est-il sans signification de dire "je travaille dans le référentiel terrestre"?

D'abord, ce que vous voulez dire en disant cela: sans doute "je travaille dans un référentiel galiléen". Parce qu'en Seconde on explique (très brièvement) ce qu'est un référentiel galiléen. C'est le seul type de référentiel où vous ayez le droit d'appliquer les lois de Newton qui vous sont présentées, implicitement ou explicitement.

Je veux bien admettre que vous ne précisiez pas "référentiel terrestre considéré comme galiléen", mais dans ce cas, il serait plus juste de dire "je travaille dans un référentiel galiléen".

Ensuite, les référentiels galiléens forment une classe (un groupe!). Dire qu'on travaille dans un référentiel galiléen ne définit pas ce référentiel.
Un référentiel, comme vous le savez en Seconde, a une origine. Vous connaissez aussi l'existence de la notion de repère. Vous êtes donc capable de comprendre qu'un référentiel dont l'origine est à Pétaouchnoc ne sera pas utilisé comme un référentiel centré sur le bas d'un plan incliné. Ne serait-ce que parce que les coordonnées d'un même point ne seront pas les mêmes dans ces deux référentiels. Un élève de Seconde est censé savoir cela!

Mais je constate que les élèves ont du mal à jeter une passerelle entre leurs connaissances en math et celles qu'ils acquièrent en physique...

Enfin, oui, vous manquez de rigueur dans le traitement des problèmes de physique en général et de méca en particulier! Cela se constate jusqu'en taupe!

[Timothé Lefebvre]

Les référetiels dans lesquels on applique le Principe d'Inertie (la seule Loi de Newton connue en seconde) sont rarement désignés comme galiléens en seconde pour la (bonne ?) et simple raison qu'on ne travaille pas dans d'autres types de référentiels.

"Un référentiel comme vous le savez en seconde a une origine". Ca c'est du domaine de la théorie. En pratique les élèves ne font pas le lien entre les maths et la physique. Pour eux ce sont deux matières différentes à ne pas confondre.

Le manque de rigueur est sans doute dû à l'image qu'ont certains de la physique en seconde (matière secondaire et tout le bazar).

Bref, là on va s'en aller dans l'éternel débat de l'enseignement de la Physique au lycée et il y a nombre de choses à dire qui dépasseraient quelques peu le sujet du présent topic.

[Dominique Lefebvre]

Les référetiels dans lesquels on applique le Principe d'Inertie (la seule Loi de Newton connue en seconde) sont rarement désignés comme galiléens en seconde pour la (bonne ?) et simple raison qu'on ne travaille pas dans d'autres types de référentiels.

C'est dramatique quand on sait que le principe d'inertie définit la caractéristique inertielle (galiléenne, c'est presque la même chose) d'un référentiel!

"Un référentiel comme vous le savez en seconde a une origine". Ca c'est du domaine de la théorie. En pratique les élèves ne font pas le lien entre les maths et la physique. Pour eux ce sont deux matières différentes à ne pas confondre.

Je le sais et je trouve ça très très dommage. Une grosse lacune de l'enseignement français, qu'on ne trouve pas aux US par exemple...

Le manque de rigueur est sans doute dû à l'image qu'ont certains de la physique en seconde (matière secondaire et tout le bazar).

pas qu'en Seconde, malheureusement...

[Black Jack]

Si l'énoncé est complet tel que lionromeo l'a écrit, ce qui me choque, ce ne sont pas tellement les réponses de lionromeo mais beaucoup plus le manque de rigueur du prof qui a posé le problème.

Sans un contexte on ne peut pas répondre à la question 1.

Rien dans l'énoncé ne permet de dire que le référentiel est Terrestre, il pourrait tout aussi bien être Martien.

Et même en supposant (ce n'est pas trop choquant) que l'expérience et son observation ont étés faites sur Terre, rien ne permet ,d'après l'énoncé, d'affirmer que l'observateur (ou les caméras, ce qui est pareil) qui a relevé les cordonnées était fixe par rapport à la Terre et ...

Bref, les conditions de l'expérience et des mesures effectuées n'ont pas été données ...
Et la réponse à la question 1 est alors laissée à l'imagination de chacun.
Cela n'est pas normal.

Je sais qu'en seconde (et même après) on manque d'outils pour être parfaitement rigoureux, mais il faut le rester tant que possible avec les moyens dont on dispose ... Et c'est souvent très loin d'être le cas.

:zen:

[Dominique Lefebvre]

Je suis parfaitement d'accord avec toi!

Comment s'attaquer à ce problème. Les livres de cours de physique de Seconde, en France, sont indigents! Certains sont même carrément inacceptables!
Je ne suis pas prof, mais je n'aimerais pas enseigner la physique comme cela!
Comment cela se passe-t-il en Belgique?

[Black Jack]

Je suis parfaitement d'accord avec toi!

Comment s'attaquer à ce problème. Les livres de cours de physique de Seconde, en France, sont indigents! Certains sont même carrément inacceptables!
Je ne suis pas prof, mais je n'aimerais pas enseigner la physique comme cela!
Comment cela se passe-t-il en Belgique?

Pas beaucoup mieux, je le crains.
Mais je ne suis pas dans le milieu de l'enseignement pour me faire une idée précise. Ce n'était déjà pas brillant (les cours de physique) il y a une dizaine d'années lorsque mes enfants sont sortis du secondaire (pourtant dans des sections math-sciences).
Profs enseignant souvent en dehors de leur formation (un biologiste enseignant la physique par exemple), livres bourrés d'erreurs ...

Depuis, je pense que chaque année est pire que la précédente dans l'enseignement secondaire en science (mais aussi en Math) et donc le niveau belge doit être environ le même qu'en France, c'est à dire au ras des pâquerettes.
Certains élèves ont la chance (même si cela les fait raler de temps en temps) de pouvoir compter sur l'aide efficace des parents, mais c'est rare.

Par contre tout va très bien pour les dirigeants, car niveau de réussite oblige, on adapte les règles de passage de classes, la sévérité des cotations, etc ... et presque tous décrochent l'équivalent du bac chez vous... Donc tout va très bien.

:zen:

[Dominique Lefebvre]

Bref, la situation est quasi-identique à la France! Misère !