Cette ressource présente des activités de cinématique axées autour d'un logiciel d'analyse de vidéos.

Contenu :

•  2 activités STS CPI
•  1 activité STI2D spécialité ITEC

STS CPI : Cinématique du point : TD co-enseignement Mathématiques - méthodes de discrétisation 

On souhaite valider expérimentalement la validité des formules de mécanique du point, vues en classe, pour des faibles vitesses dans un mouvement rectiligne uniformément varié.

L'expérience :

On a lâché un objet et plusieurs photos ont été prises au cours de sa chute. Les positions successives ont été relevées. On suppose l'accélération constante et égale à a₀=9,81m.s^-² selon l'axe y de la photo (axe vertical descendant).

Il s'agit de comparer lles résultats théoriques avec les méthodes par différences finies et par éléments finis.

STS CPI : Cinématique du solide : Biomécanique projet Ergoneck

Le projet Ergoneck consiste en la réalisation d’une machine permettant de faire tourner la tête selon 3 axes orthogonaux indépendamment. Le but de ces mouvements est de rééduquer le rachis cervical d’un patient.

Problèmatique :

Afin de bien positionner l’axe du moteur en face du centre de rotation de la tête, nous avons besoin de le localiser précisément.

Méthode expérimentale :

Pour déterminer le centre de rotation de la tête à chaque instant, on réalise l’expérience suivante :

• On colle sur le visage d’un « cobaye » 2 pastilles de couleurs (il faut privilégier de coller les pastilles le plus éloignées du cou et essayer de les écarter pour plus de précision)
  
• On le filme en train de bouger sa tête selon un des axes du système à réaliser.
• À l’aide d’un logiciel spécifique on analyse cette vidéo. Ce dernier nous donne à chaque instant la position de ces pastilles et leurs vitesses.
• Grâce à une fonctionnalité du logiciel, on trace les perpendiculaires aux vitesses pour déterminer leur intersection : le centre instantané de rotation.

STI2D - ITEC : Cinématique du point : Décélération d'une main de préhension

Une cellule de production équipée d'une presse à injectée et d'un robot produit une petite série de coques de clés USB.

Problématique :

La "relative" faible quantité de pièces produites nécessite d'avoir des coûts d'industrialisation les plus faibles possibles. Dans ce cadre on souhaite retirer la moulée à l'aide de la seule pince "pic carotte" (pince qui attrapera la carotte) déjà présente sur le robot. On souhaite déterminer si la décélération du robot respecte bien la consigne d'accélération qui lui est donnée, ceci afin d'éviter de cisailler les seuils sous l'effet de l'inertie des pièces.

Méthode expérimentale :

Pour déterminer vitesse et accélération du robot on utilise la méthode suivante :

• On colle sur le robot une pastille de couleur.
  
• On le filme en train de bouger.
• A l’aide d’un logiciel spécifique, on analyse cette vidéo. Ce dernier nous donne à chaque instant la position de la pastille, sa vitesse et son accélération.