Journées hors-cadre du 25 au 29 avril 2010
Déplacement à Toulouse en avion. Visite de la Cité de l’Espace et des halles de montage de l’airbus A380. Les élèves ont rédigé des propositions de visites culturelles avant le voyage. Ils ont relaté leur semaine hors-cadre au retour. Ce travail a fait l’objet d’une évaluation et la note obtenue comptera dans une des disciplines de l’option spécifique « physique, applications des mathématiques ».

Programme officiel

Dimanche 25 avril

– Départ de Cointrin 12h25. Tout le monde était présent. Le vol s’est bien déroulé !
– Arrivée à Toulouse 13h40. Nous avons acquis les cartes de bus (140 €) [1]
– Achat des cartes « tribu » à la gare Matabiau (50.40 €)

Hôtel
Nous sommes descendus à l’hôtel des Ambassadeurs. Accueil chaleureux. Nous payons le solde 442.40 €. Nous distribuons 40 € à chaque élève pour les repas.

Lundi 26 avril
– Visite de la Cité de l’Espace

• • 09h30 - 11h30 visite libre. De la Terre à l’espace. Communiquer à distance. Observer la Terre. Pôle météo. Vivre dans l’espace. Explorer l’Univers.
  • 11h30 - 12h30 déjeuner au restaurant
  • 14h00 Imax (film en 3D sur la station spatiale ISS)
  • 15h30 Planétarium : des planètes aux galaxies

Mardi 27 avril
– visite de Toulouse. Place du Capitole. Salle des Illustres et salle des mariages. Couvent des Jacobins. Pont Neuf. Cour intérieure de l’Hôtel Assezat. Place Esquirol

Mercredi 28 avril
– Atelier. 4 problèmes à examiner :

• • poussée de l’Airbus A319
  • poussée de la fusée Saturne V
  • période d’un satellite en orbite basse
  • vitesse d’un satellite géostationnaire

– Visite des halles de montage de l’airbus A380. Bus 70 jusqu’à Georges Brassens, puis 20 minutes de marche.

• • 13h30 Mach 2
  • 15h00 Airbus A380

Jeudi 29 avril
– Matinée libre, sauf pour les élèves qui n’ont pas participé à l’atelier mercredi matin : ils passent un test noté (en ligne sur Moodle) sur les notions révisées dans l’atelier du mercredi matin.
– Retour à Genève à 15h20 comme prévu.

Si vous filmez le mouvement d’un projectile qui ne subit aucune force de frottement et qui s’effectue près de la surface terrestre, vous pouvez passer le film à l’envers, vous ne remarquerez rien de particulier à part l’inversion du mouvement. Changer t en -t dans les équations ne modifie pas la trajectoire. En revanche, si le mobile subit une force de frottement, cette symétrie est brisée !

Vous lancez verticalement vers le haut à la vitesse initiale v un ballon de football de masse m et de rayon r. Durant son vol, le ballon subit deux forces, son poids et une force de frottement due à l’air qui est toujours opposée à sa vitesse.

– Quelle altitude le ballon atteint-il dans chaque cas ?
– Établissez l’horaire du ballon (position en fonction du temps) :

1. lorsqu’il ne subit pas de frottement ;
2. lorsqu’il subit la force de frottement due à l’air.

– Que vaut la durée de l’ascension et de la chute du ballon :

1. lorsqu’il ne subit pas de frottement ;
2. lorsqu’il subit la force de frottement due à l’air.

Données numériques :
v=30 m/s, m=300 g, r=15 cm, accélération terrestre g=9.81 m/s^2, masse volumique de l’air rho=1.293 kg/m^3, coefficient de forme du ballon Cx=0.25.

Horaire d’un ballon de football tiré verticalement vers le haut. N. B. Ces graphiques ne sont pas des trajectoires ! En rouge : l’horaire du ballon est symétrique lorsqu’il ne subit aucun frottement. Le temps de montée est égal au temps de descente. En bleu, l’horaire est asymétrique lorsque le ballon subit une force de frottement. Les deux temps ne sont plus égaux. Pas et méthode numérique utilisés : dt=0.01 s. Runge-Kutta 4.