Force et Mouvement – Mise en évidence du principe d’inertie - correction

Un cycliste roulant à vitesse constante sur une piste horizontale abandonne sans la lancer une balle qu’il tenait dans la main.
Où se trouveront le cycliste et son vélo lorsque la balle touchera le sol?

I.                 Les différentes hypothèses :

On note V1 et B1, les positions initiales respectives du vélo et de la balle et V2 et B2, leurs positions quand la balle touche le sol

Hypothèse 1

Hypothèse 2

Hypothèse 3

Quand le cycliste lâche la balle, elle n’avance plus à la vitesse du vélo et tombe perpendiculairement au sol

Quand le cycliste lâche la balle, elle continue à avancer car elle a de l’élan. Mais elle perd rapidement sa vitesse initiale en tombant.

Quand le cycliste lâche la balle, elle continue à avancer en conservant la vitesse du vélo tout  en tombant.

II.             Observation de la vidéo image par image :

La balle reste toujours à la verticale de la main qui l’a lâchée.
Elle continue à avancer à la même vitesse que le vélo.

III.         Évolution des vitesses :

Pointages AviMéca

t

x
y
vx
vy

s

m

m

m/s

m/s

0

0,00E+000

0,00E+000

   

0,044

8,31E-002

1,04E-002

 1,79E+000

 4,78E-001

0,087

1,56E-001

4,16E-002

 1,79E+000

 9,55E-001

0,131

2,39E-001

9,35E-002

 1,91E+000

 1,31E+000

0,174

3,22E-001

1,56E-001

 1,79E+000

 1,67E+000

0,218

3,95E-001

2,39E-001

 1,79E+000

 2,15E+000

0,261

4,78E-001

3,43E-001

 1,91E+000

 2,51E+000

0,305

5,61E-001

4,57E-001

 1,91E+000

 2,86E+000

0,348

6,44E-001

5,92E-001

 1,79E+000

 3,46E+000

0,392

7,17E-001

7,58E-001

 1,79E+000

 3,59E+000

0,435

8,00E-001

9,04E-001

 2,02E+000

 3,93E+000

0,479

8,93E-001

1,10E+000

 1,91E+000

 4,55E+000

0,522

9,66E-001

1,30E+000

   

Évolution de la vitesse horizontale et de la vitesse verticale en fonction du temps