Pour exploiter un enregistrement vidéo du tir de la fusée, on a le choix entre:
- réaliser la vidéo parfaite. Pour cela, on utilise une bonne caméra numérique fixée sur un pied, en s'arrangeant pour que le plan fixe couvre la totalité de la trajectoire de la fusée. Il faut réussir à démarrer l'enregistrement au bon moment. Il faut effectuer un tir parfait tel que la trajectoire de la fusée soit perpendiculaire à l'axe de visée de la caméra. Il faut bien sûr ne pas oublier de placer dans ce plan un objet de dimensions connues pour l'étalonnage ! L'exploitation de ce genre de vidéo est simplissime.
- utiliser une vidéo quelconque. Pour réussir à exploiter ce genre de vidéo, il faut être futé.
Comme nous n'avons pas réussi à réaliser une vidéo parfaite (!), nous avons essayé de travailler sur une vidéo quelconque.
Celle que nous avons réalisée est imparfaite à plusieurs titres, voici les solutions apportées pour essayer de corriger ces imperfections.
1) l'appareil que nous avons utilisé est un appareil photo de moyenne gamme utilisé en mode vidéo. L'image est petite, compressée en MPEG et l'optique est imparfaite, la fréquence image n'est pas réglable. Il n'y a pas de correction de perspective.
Solutions apportées :
- si quelqu'un dispose d'un camescope numérique
dont il ne sait pas quoi faire, il peut nous l'envoyer !
- utiliser VIRTUAL DUB pour décompresser
la vidéo, diminuer la fréquence image et couper le parties
inutiles.
4) notre opérateur n'a pas réalisé de plan fixe mais a suivi la trajectoire de la fusée avec la caméra.
Solutions apportées:
Rechercher sur la vidéo un point fixe Le pointage peut-être réalisé avec un
qu'il faudra retrouver sur toutes les logiciel tel que AVIMECA.
images. Effectuer un double pointage
(un pointage pour la fusée et un
pointage pour le plan fixe) et ramener
ensuite les coordonnées des positions
de la fusée à celle du point fixe puis à
celles de l'origine.
On retrouve là une notion importante du
programme de seconde sur la relativité
du mouvement et la nécessité de définir
un référentiel !
2) il existe plein d'erreurs de perspectives sur notre vidéo (le plan de la trajectoire de la fusée n'est pas strictement perpendiculaire à l'axe de visée). Il y a des décalages vers la gauche, vers le haut et vers l'arrière !
Solutions apportées: aucunes !
Les résultats que nous obtiendrons seront donc approximatifs.
3) Il n'y a pas de repère dans le plan de la trajectoire qui nous permet de faire l'étalonnage.
Solution apportée: dans un plan plus lointain
que celui de la trajectoire, on identifie des colonnes
dont on peut mesurer la hauteur ( en l'occurence
h = 3.1 m). En considérant que le caméraman
était à environ 50 m de ces colonnes et que le plan
de la trajectoire est à environ 10 m des mêmes
colonnes, THALES nous permet de dire que la
hauteur apparente de ces colonnes, rapportée
au plan de la trajectoire est de 40 / 50 x 3.1 = 2.5 m !
Pour exploiter Tir5.avi avec AVIMECA :
- menu Fichiers / Ouvrir ... Tir5.avi
- menu Clip / adapter
- menu Pointages / Configuration rapide / Fond sombre / 2 points
- icône loupe
- onglet Etalonnage / définir origine (position initiale de la fusée) et orientations des axes
- onglet Etalonnage / Echelle ( cliquer - 1er point - en bas d'une colonne et - 2ème point - en haut de la même colonne - indiquer 2.5 m)
- revenir sur l'onglet Mesures - procéder à l'acquisition en cliquant pour chacune des images sur le point fixe et sur la fusée
- pour exporter sur un tableur, cliquer sur l'icône presse papier (pp sur fond tableur), accepter par défaut, ouvrir votre tableur et coller.
Sur votre tableur, retrouver les coordonnées x et y des positions de la fusée par rapport à l'origine (position initiale de la fusée) puis les exploiter.
Vous pouvez
télécharger le
fichier EXCEL
correspondant :
L'exploitation des résultats nous permet de vérifier que la trajectoire de la fusée est assez proche d'une trajectoire parabolique.
L'évolution des vitesses au cours du temps montre que la vitesse selon l'horizontale est quasiment constante (lègère diminution), alors que la vitesse verticale décroît d'abord très rapidement puis plus lentement (elle devient négative quand la fusée redescend).
L'accélération mesurée est quand à elle
toujours négative.
Lorsque la fusée est au plus haut de sa
trajectoire, elle est quasiment en chute libre
(l'accélération est celle de la pesanteur soit
environ - 10 m / s² ).
Avant, les vitesses importantes
provoquent des forces de frottements
intenses qui ralentissent fortement la fusée
(a = -10 g !).
On peut aussi remarquer que le régime
permanent n'est pas atteint (on aurait alors
atteint une vitesse constante - vitesse
limite - avec une accélération nulle).
Notre enregistrement n'est donc pas suffisamment assez précis pour
mesurer l'accélération au moment de l'explosion (qui ne dure probablement que
quelques centièmes de secondes). Il faudrait pour cela utiliser une caméra ultra rapide.
Quelle serait alors l'allure de la courbe ? Sûrement très intéressante en tous cas car comment passe t'on d'une accélération positive, croissante et très grande à une accélération négative très faible et croissante ?
Enfin, lorsqu'on met en relation l'accélération et la vitesse, il apparaît une inflexion pour une vitesse d'environ 10 m / s.
Serait ce la preuve de l'existence de deux régimes d'écoulement différents au cours du vol ?
