Mécanique

Mouvement de projectile

Observez la trajectoire parabolique tandis que la gravité courbe le chemin vers le bas.

Mouvement de projectile — simulation interactive de Mécanique. Observez la trajectoire parabolique tandis que la gravité courbe le chemin vers le bas. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Indépendance des mouvements

Les mouvements horizontal et vertical sont indépendants. La vitesse horizontale reste constante (en négligeant la résistance de l'air) tandis que la gravité attire l'objet vers le bas.

Galilée a montré que le mouvement horizontal d'un projectile n'affecte pas sa chute verticale. On peut traiter le mouvement comme deux problèmes distincts  : vitesse constante selon x, et accélération constante selon y due à la gravité. Leur combinaison trace une parabole.

• Déplacement horizontal x = v₀ cos θ · t
• Déplacement vertical y = v₀ sans θ · t − ½gt²
• Portée R ≈ (v₀² sans 2θ) / g

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Si vous lancez la balle plus rapidement, comment son énergie cinétique au lancement et sa hauteur maximale changeront-elles ?

Des pronostics à peser

• Les deux augmentent
• Ils restent les mêmes
• L'énergie cinétique augmente mais la hauteur reste la même

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Masse m (kg)
• Vitesse de lancement v (m/s)

Ce que vous mesurez  :

• Ec = ½mv² (J)
• Hauteur maximale h (m)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez la simulation de projectile et appuyez sur Réinitialiser.
2. Activer la sonde de vitesse et la lecture de la hauteur.
3. Définissez la vitesse de lancement pour chaque essai ci-dessous, appuyez sur Lecture et enregistrez les valeurs maximales.

Équation gouvernante

Énergie cinétique — KE = ½·m·v²

L'énergie du mouvement au lancement, à partir de la masse et de la vitesse de lancement que vous avez définies pour chaque essai.

Énergie potentielle gravitationnelle — PE = m·g·h

L'énergie stockée à la hauteur maximale de la balle. Par conservation de l'énergie mécanique, cela devrait être égal à l'énergie cinétique au lancement lorsque la résistance de l'air est ignorée - c'est la relation que teste votre tableau de données.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Montrez votre travail en calculant KE = ½mv² pour un essai et comparez-le à la lecture d'énergie cinétique de la simulation.
• Décrire la relation entre l'énergie cinétique de lancement et la hauteur maximale. Est-ce linéaire ? Cite les nombres de ton tableau.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• À vitesse fixe, quel angle de lancement donne la plus grande hauteur maximale ? Expliquez pourquoi.
• Les vrais projectiles n'atteignent pas la hauteur prévue par votre table. Où va l’énergie manquante ?

• AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
• AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
• IB Physics — A.1 Kinematics
• General High School Physics — Motion & kinematics
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law

1. Prédisez  : qu'arrive-t-il à la hauteur maximale ?
2. Modifiez  : réglez la vitesse de lancement à 8 m/s
3. Exécutez  : capturez deux essais
4. Lisez le graphique
5. Expliquez  : qu'avez-vous observé ?

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Chute libre et mouvement parabolique