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Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre ÉNONCÉ DESTINÉ AUX CANDIDATS N

Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre ÉNONCÉ DESTINÉ AUX CANDIDATS NOM : Prénom : NOM : Prénom : Ce sujet comporte 3 feuilles individuelles sur lesquelles le candidat doit consigner ses réponses. Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d'examen. Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve d’initiative tout au long de l’épreuve. En cas de difficulté, afin de lui permettre de continuer la tâche, le candidat peut solliciter l’examinateur. L’examinateur peut intervenir à tout moment, s’il le juge utile. L’usage de la calculatrice est autorisé CONTEXTE DU SUJET Nous sommes dans la troisième ère du cinquième cycle post-Aragglyxhyon sur la planète Gorbluzg. Les détecteurs de la grille SETI ont capté un signal issu d'une planète située à 10,4 a.l. Il s'agit d'une vidéo montrant une chute parabolique. Physicien du centre planétaire scientifique, votre mission est de déterminer à partir de cette vidéo un maximum de caractéristiques physiques. DOCUMENTS MIS À LA DISPOSITION DU CANDIDAT Document n°1 Lors d'un tir parabolique dans un référentiel galiléen avec un champ de pesanteur ⃗ g , vertical et dirigé vers le bas avec les conditions initiales indiquées sur l'illustration ci-contre, on peut démontrer que les équations horaires du mouvement sont : Pour la vitesse : { v x(t)=V 0cos(α) v y(t)=−g⋅t+V 0sin(α) Pour la position de l'objet : { x(t )=V 0cos(α) ⋅t y(t)=−1 2 g⋅t 2+ V 0sin(α) ⋅t Document n°2 Fichier vidéo montrant un mouvement parabolique. Les frottements sont négligeables. MATÉRIEL MIS À LA DISPOSITION DU CANDIDAT  Un ordinateur muni du logiciel de lecture et de pointage de fichier vidéo Latis-Pro, et du logiciel tableur-grapheur LibreOffice Calc  Une fiche d’utilisation très simplifiée du logiciel LatisPro.  Le fichier vidéo montrant le mouvement parabolique : « TP1Schuteparabolique.avi » situé dans le dossier par défaut du module vidéo de Latis-Pro. Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre TRAVAIL À EFFECTUER 1. Analyse du problème et détermination du protocole (durée conseillée 25 min) 1.1. Analyse du problème On souhaite déterminer un maximum de paramètre à partir de l'analyse de la vidéo. À partir des documents 1 et 2, indiquer quelles sont les grandeurs que l'on peut déterminer par une étude de la vidéo : Masse m de l'objet lancé Gravité g Vitesse initiale V0 Angle que fait la vitesse avec l'horizontale APPEL N°1 Appeler le professeur pour lui présenter votre réponse. 1.2. Exploitation de la vidéo Proposer une méthode pour exploiter l’enregistrement vidéo et déterminer tous les paramètres, cités ci-dessus, à partir de l'analyse de la vidéo. Remarque : la méthode doit expliciter en quelques mots la façon dont on va utiliser le (ou les) logiciel(s) ainsi que les éventuels calculs à effectuer. Méthode proposée : ………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ APPEL N°2 Appeler le professeur pour lui exposer votre méthode ou en cas de difficulté. Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre 2. Réalisation de l’exploitation (durée conseillée 20 min) Mettre en œuvre l’exploitation proposée. Indiquer les résultats expérimentaux obtenus et faire les calculs nécessaires : ………………………………………………………………………………………………………… ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ APPEL N°3 Appeler le professeur pour lui présenter les résultats expérimentaux ou en cas de difficulté. 3. Communication sur le travail (durée conseillée 15 minutes) En utilisant l’ensemble des résultats, réaliser un rapport à la problématique posée sous la forme d'un diaporama ne dépassant pas 3 diapositives indiquant les caractéristiques physiques de la planète et du tir. Ce diaporama sera déposé dans le dossier « Analyse_Tir_Parabolique_2013 » du dossier devoir de votre répertoire personnel. Il doit comporter de manière explicite vos noms et classe. Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre REPÈRES POUR L’ÉVALUATION Analyse du problème et choix de la vidéo La compétence ANALYSER est mobilisée et évaluée lors du choix de la vidéo, du remplissage du tableau et de la proposition du protocole Le professeur attend que toutes les taches aient été réalisées avant d’associer un niveau à la compétence ANA. Les critères retenus pour l’évaluation de la compétence ANALYSER sont les suivants : - proposer une modélisation, - concevoir un protocole expérimental Le professeur attend que le candidat remplisse correctement le tableau comme ci-dessous :  Masse m de l'objet lancé  Gravité g  Vitesse initiale V0  Angle que fait la vitesse avec l'horizontale En ce qui concerne l’exploitation de la vidéo, le professeur attend que le candidat propose de: - pointer des positions successives du projectile ; - déterminer les coordonnées du vecteur vitesse du projectile ; - déterminer la valeur moyenne de l'abscisse Vx pour en déduire V 0cos(α) (notée a1 dans la suite) ; - modéliser l'ordonnée Vy par une fonction affine et - en déduire g par le coefficient directeur - en déduire V 0sin(α) par la constante (notée a2 dans la suite) - déterminer la valeur de tan(α) par le rapport a2/a1 , - en déduire V0 par a1/cos(α) En cas de difficulté du candidat, le professeur doit intervenir et fournir la solution totale suffisamment tôt pour que le candidat puisse continuer l’épreuve. Attention, il est impératif de remarquer que la compétence ANA est affectée d’un fort coefficient. Niveau A : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante selon les critères précisés dans le sujet ou avec une ou deux interventions de l’examinateur, concernant des difficultés identifiées et explicitées par le candidat, ou bien concernant des difficultés non identifiées par le candidat (compétence affectée d’un fort coefficient) et auxquelles il apporte une réponse quasiment de lui-même. Niveau B : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante selon les critères précisés dans le sujet mais avec quelques interventions de l’examinateur concernant des difficultés ou erreurs non identifiées par le candidat mais résolues par celui-ci : - après avoir réfléchi suite à un questionnement ouvert mené par l’examinateur - ou par l’apport d’une solution partielle (compétence affectée d’un fort coefficient). Niveau C : le candidat reste bloqué dans l’avancement de la tâche demandée, malgré les questions posées par l’examinateur. Des éléments de solutions lui sont apportés, ce qui lui permet de poursuivre la tâche. Le niveau C est aussi obtenu quand deux tâches distinctes sont demandées et qu’une solution totale est donnée sur les deux. Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre Niveau D : le candidat a été incapable de réaliser la tâche demandée malgré les éléments de réponses apportés par l’examinateur. Cette situation conduit l’examinateur à fournir une solution totale de la tâche : par exemple un protocole à réaliser ou des valeurs à exploiter pour permettre l’évaluation des autres compétences du sujet. Exemples de solutions Solutions pour le tableau : Solution partielle 1 : Le professeur indique au candidat quels sont les grandeurs physiques qui apparaissent dans la modélisation théorique Solution totale 1 : Le professeur donne au candidat la solution. Exemples de solutions pour l’exploitation Solution partielle 1 : Le professeur indique au candidat qu’il faut pointer des positions successives du projectile Solution partielle 2 : Le professeur indique au candidat qu’il faut déterminer les coordonnées de la vitesse du projectile Solution partielle 3 : Le professeur indique au candidat qu’il faut modéliser ses coordonnées Solution totale Le professeur donne la méthode complète au candidat Réalisation de l’exploitation La compétence RÉALISER est évaluée en observant le candidat pendant qu’il exploite la vidéo et lors de l’appel 3. Les critères retenus pour l’évaluation de la compétence RÉALISER sont les suivants : - suivre un protocole, - utiliser le matériel informatique de manière adaptée, - effectuer des mesures avec précision. L'examinateur attend de la part du candidat qu’il lui présente des résultats expérimentaux corrects. Pour cela, le candidat doit être capable : d’ouvrir la vidéo en utilisant le logiciel de traitement de vidéo disponible ; de réaliser l’étalonnage en utilisant le repère sur le film ; de pointer avec précision les positions successives du projectile ; de calculer, en utilisant les fonctionnalités du logiciel les vitesses des deux chariots ; de modéliser, en utilisant les fonctionnalités du logiciel les coordonnées de la vitesse ; de mener le calcul pour déduire les différentes grandeurs. Attention, il est impératif de remarquer que la compétence RÉA est affectée d’un fort coefficient. Niveau A : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante selon les Entraînement aux ECE SPC Etude d'une chute libre critères précisés dans le sujet ou avec une ou deux interventions de l’examinateur, concernant des difficultés identifiées et explicitées par le candidat, ou bien concernant des difficultés non identifiées par le candidat (compétence affectée d’un fort coefficient) et auxquelles il apporte une réponse quasiment de lui-même. Niveau B : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante selon les critères précisés dans le sujet mais avec quelques interventions de l’examinateur concernant des difficultés ou erreurs non identifiées par le candidat mais résolues par celui-ci : - après avoir réfléchi suite à un questionnement ouvert mené par l’examinateur - uploads/Management/ tp-de-mecanique-type-ece-entrainement-au-bac-s.pdf