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La forme de l’équipement a-t-elle une influence sur la vitesse du skieur ?

Hypothèse: la forme de l’équipement aurait une influence sur la vitesse du skieur.

La position du skieur a-t-elle une influence sur la vitesse du skieur ?

Hypothèse: la position du skieur aurait une influence sur la vitesse du skieur.

Le type de neige a-t-il une influence sur la vitesse du skieur ?

Hypothèse: le type de neige aurait une influence sur la vitesse du skieur.

Pour répondre à ces 3 problématiques nous avons réalisé une série de descentes filmées selon le même plan.

Matériels:

- 5 bâtons de ski dont une paire pour le skieur

-1 décamètre

-1 caméra

-1 combinaison moulante

-1 combinaison de grand public

-1 casque arrondi

Protocole:

  • Baliser une portion de piste sur 30 mètres en plaçant un bâton à 0 mètre, 15 mètres et à 30 mètres.

  • Le caméraman se positionne en face du bâton des 15 mètres de façon à obtenir un plan où il verra toute la descente de profil. Il ne bouge pas durant tout le temps des descentes et remontées du skieur.

  • Durant toutes les descentes, le skieur porte le même casque et a des bâtons.

  • Le skieur descend la piste debout avec une combinaison moulante. Cette vidéo sera la vidéo référence pour nos comparaisons.

  • Il remonte la piste.

  • Il descend la piste au même endroit, dans la même tenue mais en position de recherche de vitesse.

  • Il remonte la piste.

  • Il descend à coté de la piste damée, dans la poudreuse.

  • Il remonte la piste et change sa combinaison pour la combinaison de grand public.

  • Il descend la piste debout au même endroit que pour la vidéo référence.

  • A l’aide des logiciels, Avimeca, Regressi et Excel, calculer la vitesse moyenne du skieur au cours des différentes descentes. Réaliser un pointage à l’aide d’Avimeca (Nous avons réalisé le pointage sur les 15 derniers mètres car la vitesse du skieur était encore trop faible sur les 15 premiers). Faire le lien avec Regressi afin d’envoyer les différentes valeurs. Faire calculer la vitesse. A l’aide des données de vitesse trouvées au cours du temps, calculer la vitesse moyenne (à l’aide d’Excel).

Résultats:

  • étape 1: pointage du skieur avec des habits de grand public en position debout, bâtons le long du corps, à l'aide du logiciel Avimeca

Interprétation:

Le skieur en position de recherche de vitesse va plus vite que le skieur debout.

Le skieur sur neige damée va plus vite que le skieur sur poudreuse

Le skieur en combinaison moulante va plus vite que le skieur en combinaison de grand public.

Conclusion:

La position du skieur, la forme de son équipement et le type de neige influencent la vitesse du skieur. Les trois hypothèses de départ sont validées.

  • étape 2: calcul de la vitesse du skieur avec des habits de grand public en position debout, bâtons le long du corps, selon le pointage, à l'aide du logiciel Regressi
    Le logiciel Regressi calcule la vitesse entre deux points du pointage, d'abscisse x et d'ordonnée y. Le vecteur représentant la vitesse, v,  entre deux points du pointage peut être décomposé en ses deux composantes : vx et vy. vx est égal à la distance dx entre les abscisses des deux points divisée par le temps écoulé, dt. vy est égal à la distance dy entre les ordonnées des deux points divisée par le temps écoulé, dt. La valeur de la vitesse v est égale à : SQRT(vx^2+vy^2). Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. 

Pointage skieur avec combinaison

La vitesse moyenne du skieur avec les habits de grand public, en position debout, bâtons le long du corps, est de 12,6 m/s.

La vitesse moyenne du skieur avec la combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps, est de 13,6 m/s.

Nous pouvons observer que le skieur avec les habits de grand public, en position debout, bâtons le long du corps a une vitesse moyenne inférieure de 1 m/s au skieur portant une combinaison moulante, dans la même position. 

Skieur avec combinaison moulante

Skieur avec habits de grand public 

La vitesse moyenne du skieur avec la combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps, est de 13,6 m/s.

La vitesse moyenne du skieur avec la combinaison moulante, en position de recherche de vitesse est de 14,3 m/s.

Nous pouvons observer que le skieur avec une combinaison moulante, en position debout, avec les bras le long du corps a une vitesse moyenne  inférieure de 0,7 m/s à la vitesse du skieur  en position de recherche de vitesse.

La vitesse moyenne du skieur avec la combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps, sur neige damée est de 13,6 m/s.

La vitesse moyenne du skieur avec la combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps, sur neige poudreuse est de 10,9 m/s.

Nous pouvons observer que le skieur avec une combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps sur neige damée a une vitesse moyenne  inférieure de 3,4 m/s à la vitesse du skieur sur neige poudreuse.

Pointage skieur avec combinaison

Pointage skieur avec combinaison

  • étape 10: calcul de la vitesse du skieur avec combinaison moulante et en position debout, bâtons le long du corps, dans la neige poudreuse selon le pointage, à l'aide du logiciel Regressi. Voir explication étape 2. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Skieur debout bâtons le long du corps

Skieur en position de recherche de vitesse

Skieur sur neige poudreuse

Skieur sur neige damée

EXPERIENCES

Expériences
  • étape 3: pointage skieur avec combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps, à  l'aide du logiciel Avimeca

  • étape 4: calcul de la vitesse du skieur avec combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps, selon le pointage, à l'aide du logiciel Regressi. Voir explication étape 2. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

  • étape 5: calcul de la vitesse moyenne pour la descente en habit de grand public et pour la descente en combinaison moulante. Ce calcul est effectué à l'aide d'un tableur Excel. La vitesse moyenne correspond à la somme des vitesses calculés précédemment, divisé par le nombre de vitesse. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

  • étape 6: pointage skieur avec combinaison moulante et en position de recherche de vitesse à  l'aide du logiciel Avimeca

  • étape 7: calcul de la vitesse du skieur avec combinaison moulante et en position de recherche de vitesse selon le pointage, à l'aide du logiciel Regressi. Voir explication étape 2. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

  • étape 8: calcul de la vitesse moyenne pour la descente en combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps et en position de recherche de vitesse. Ce calcul est effectué à l'aide d'un tableur Excel. La vitesse moyenne correspond à la somme des vitesses calculés précédemment, divisé par le nombre de vitesse. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

  • étape 9: pointage skieur avec combinaison moulante et en position debout, bâtons le long du corps, sur de la neige poudreuse, à  l'aide du logiciel Avimeca

  • étape 11: calcul de la vitesse moyenne pour la descente en combinaison moulante, en position debout, bâtons le long du corps sur neige damée et sur neige poudreuse. Ce calcul est effectué à l'aide d'un tableur Excel. La vitesse moyenne correspond à la somme des vitesses calculés précédemment, divisé par le nombre de vitesse. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.

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