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.

Lorsqu’on connaît les forces qui agissent sur un mobile, Stella permet d’obtenir, par intégration de l’accélération du mobile, sa vitesse et sa position en fonction du temps. Pour un projectile subissant, outre son poids, une force de frottement proportionnelle au carré de sa vitesse, il n’est pas possible d’exprimer l’horaire de la vitesse et de la position à l’aide de fonctions. Il faut intégrer numériquement la fonction donnant l’accélération pour obtenir ces horaires.

Le modèle

Modèle du tir avec frottement. L’accélération du mobile est définie à partir de ses composantes selon Ox et Oy. Un test sur le signe des composantes de la vitesse permet de fixer le signe des composantes de l’accélération due à la force de frottement, qui est toujours opposée à la vitesse.

Définitions et valeurs numériques utilisées

INIT vx = v0*COS(alpha0)
ax = IF vx >= 0 THEN -Fx/m ELSE Fx/m

INIT vy = v0*SIN(alpha0)
ay = IF vy >=0 THEN (-P-Fy)/m ELSE (-P+Fy)/m

INIT x = 0
flux_vx = vx

INIT y = 0
flux_vy = vy

alpha0 = alpha0_en_degre/180*PI
alpha0_en_degre = 38
C = 0.24
Fx = 0.5*rho*S*C*vx^2
Fy = 0.5*rho*S*C*vy^2
g = 9.81
m = 0.2
P = m*g
r = 0.15
rho = 1.293
S = PI*r^2
v0 = 30

Résultats de la simulation

Points d’impact pour différents angles de tir. L’angle de tir varie de 36 à 40° par pas de 1°. Run specs : From : 0 To : 5 s. DT : 0.005 s. Integration Method : Runge-Kutta 4.

La portée maximale vaut environ 28.06 m pour un angle de tir de 38°.

Portée du tir. Angle de tir : 38°. Vitesse initiale : 30 m/s. Masse du ballon : 200 g. Rayon du ballon : 15 cm.