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Niveau seconde
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ondes sonores et ondes lumineuses

Posté par
nanouu
25-09-11 à 17:46

Bonjour je ne comprend pas trop mon exercice de physique votre aide me serais la bienvenue marci d'avance.

Pour chronométrer une course de 100 m à l'aide de la montre (quartz),Sofian,Sarah et Maxime,éléves de seconde,se placent dans les tribunes, dans l'axe de la ligne d'arrivée,a 50m de celle-ci.Ils sont ainsi à 112 m du starter.
a)Nos trois éléves peuvent-ils déclencher instantanément leurs chronométres quand ils entendent le coup de feu du starter ?

B)Compte tenu de la position des trois éléves,identifier les autres sources d'arreurs.
Données:vitesse de propagation des ondes sonores Vs =340 m.s-1;celle des ondes lumineuses est V1=3,0 x 108m.s-1.

Posté par
Revelli
re : ondes sonores et ondes lumineuses 25-09-11 à 18:15

Bonsoir,

Puisque les élèves sont à une distance D=112 m du stater, ils vont entendre le bruit de celui-ci au bout du temps t=D/Vs soit 0,32 seconde après, soit 32 centièmes de seconde alors qu'un 100 M olympique nécessite aujourd'hui une précision du centième de seconde

Il faut rajouter les problèmes suivants:

- temps de réaction des élèves pour déclencher leur chronomètre lorsqu'ils vont avoir entendu le bruit du starter (du même ordre de grandeur que l'erreur précédente)

- imprécison du passage de la ligne d'arrivée par les coureurs puisque les élèves sont 50 M derrière la ligne d'arrivée
Comme pour toute course, la photo "Finish" est faite sur la ligne d'arrivée en étant perpendiculaire à la direction de la course càd aligné avec la ligne d'arrivée

Ici la vision est ultra-rapide car la vitesse de la lumière est immense et il faut à peine 16 milliardièmes de seconde (50/Vl) pour avoir l'image sur sa rétine: ce n'est donc pas un problème

- temps de réaction au passage sur la ligne pour stopper le chronomètre

- non-simultanéité des déclenchements de chaque chronomètre entre les élèves, tant au départ qu'à l'arrivée car les temps de réaction sont propres à chacun

En conclusion le chronométrage manuel n'est pas approprié pour ce type de courses nécessitant une très grande précision et une capacité de discrimination pour départager les concurrents

Il faut un système électronique perfectionné qui se déclenche simultanément au starter et qui photographie la ligne d'arrivée dès le starter avec un rythme d'images supérieur à 100 images par seconde pour pouvoir à la fois mesurer la durée de la course et départager les coureurs en cas d'égalité



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