Analyse vidéo dans FizziQ Web : étudier un mouvement en cinématique
- Christophe Chazot
- 22 mars
- 5 min de lecture
Le module Analyse vidéo de FizziQ Web permet d’étudier le mouvement d’un objet à partir d’une vidéo.
Vous pouvez suivre un objet image par image, mesurer ses positions successives et calculer automatiquement des grandeurs comme la vitesse, l’accélération ou l’énergie.
L’analyse cinématique est l’une des activités les plus utilisées dans FizziQ Web. Elle est rapide à mettre en place en classe et permet d’explorer de nombreux phénomènes physiques liés au mouvement.
Cette page s’inscrit dans la logique des outils d’expérimentation et d’analyse du logiciel FizziQ Web.
Qu’est-ce que l’analyse cinématique ?
L’analyse cinématique est une méthode permettant d’étudier le mouvement d’un objet dans l’espace au cours du temps.
Elle consiste à observer des positions successives d’un objet et à analyser leur évolution.
Dans FizziQ Web, cette analyse se fait principalement à partir d’une vidéo du mouvement.
Principe général
Le principe de l’analyse vidéo repose sur plusieurs étapes :
Charger une vidéo du mouvement
Définir une échelle réelle
Pointer la position de l’objet à chaque instant
Calculer automatiquement les grandeurs cinématiques
Exporter les résultats vers le cahier d’expérience
Cette méthode permet d’observer des détails invisibles à l’œil nu, notamment dans les mouvements rapides.
Objectifs pédagogiques
L’analyse vidéo permet aux élèves de :
Comprendre la notion de trajectoire
Étudier l’évolution d’une position dans le temps
Calculer une vitesse instantanée
Calculer une accélération
Vérifier des lois physiques
Interpréter des résultats expérimentaux
Elle permet aussi de développer une démarche scientifique complète : mesure, calcul, représentation graphique et interprétation.
Accéder au module d’analyse vidéo
Deux méthodes sont possibles.
Méthode 1 : depuis le menu Expérimenter
Ouvrir la barre latérale gauche
Cliquer sur Expérimenter
Sélectionner Analyse vidéo
Méthode 2 : accès direct
Vous pouvez ouvrir directement l’outil avec l’adresse suivante :
Charger une vidéo
Lorsque vous lancez l’outil, plusieurs options permettent de choisir la source du mouvement.
Mes vidéos
Cette option permet de charger une vidéo depuis votre appareil.
Étapes
Cliquer sur Mes vidéos
Sélectionner un fichier vidéo
Attendre le chargement
Formats compatibles :
MP4
WebM
MOV
AVI
Télécharger une vidéo
Cette option permet d’importer une vidéo depuis internet.
Étapes
Cliquer sur Télécharger
Coller l’adresse de la vidéo
Valider
Bibliothèque de vidéos
FizziQ Web propose une bibliothèque de vidéos spécialement conçues pour l’analyse en classe.
Vous y trouverez notamment :
des mouvements sportifs
des collisions
des chutes
des mouvements paraboliques
des rotations
Cette bibliothèque permet de tester rapidement l’outil sans préparer sa propre vidéo.
Vidéos d’exemple intégrées
Certaines vidéos sont directement disponibles dans l’application :
Chute libre
Parabole
Pendule
Ces exemples sont adaptés à une première découverte de l’analyse cinématique.
Paramètres automatiques de la vidéo
Lorsqu’une vidéo est chargée, le logiciel détermine automatiquement :
la durée de la vidéo
le nombre d’images
la cadence (images par seconde)
l’orientation de la vidéo
Par défaut, toutes les images sont utilisées pour le pointage.
Ces paramètres peuvent être modifiés dans les réglages.
Étape 1 : calibrer la vidéo
Avant toute analyse, il est nécessaire de calibrer l’échelle.
La calibration permet de convertir les distances en pixels en distances réelles en mètres.
Définir une longueur de référence
La calibration repose sur une longueur connue visible dans la vidéo.
Exemples :
une règle
un mètre
un objet de taille connue
Étapes
Cliquer sur Calibrer
Positionner le point Origine
Positionner le point Extrémité
Cliquer sur Longueur règle
Saisir la longueur réelle
Valider
Le logiciel calcule alors l’échelle en mètres.
Orientation du repère
La direction des axes dépend de la position relative des points de calibration.
Vous pouvez ainsi :
orienter l’axe horizontal
orienter l’axe vertical
choisir le sens positif
Cela permet d’adapter le repère à la situation étudiée.
Etape 2 : Ajuster les paramètres (optionnel)
Depuis le bouton Paramètres, vous pouvez modifier :
Cadence
Nombre d’images par seconde.
Valeurs courantes :
24 fps
30 fps
60 fps
120 fps
Échantillonnage
Permet de sauter certaines images.
Exemples :
toutes les images
une image sur deux
une image sur trois
Ce réglage permet d’adapter la précision au mouvement.
Rotation de la vidéo
Permet de corriger l’orientation.
Valeurs possibles :
0°
90°
180°
270°
Position de l’origine
Deux modes sont disponibles :
origine attachée
origine détachée
Étape 3 : pointer les positions
Une fois la calibration terminée, vous pouvez commencer le pointage.
Utiliser la mire
Une mire rouge permet de viser précisément l’objet.
Étapes
Déplacer la mire sur l’objet
Cliquer pour enregistrer la position
Passer à l’image suivante
Répéter l’opération
Pour obtenir des résultats fiables, il faut pointer toujours le même point de l’objet.
Naviguer dans la vidéo
Vous pouvez :
avancer d’une image
reculer d’une image
modifier un point
Il est possible de revenir en arrière sans perdre les données.
Supprimer ou modifier des points
Vous pouvez :
supprimer un point précis
effacer tous les points
recommencer l’analyse
Étape 4 : analyser les résultats
Lorsque plusieurs points sont ajoutés, vous pouvez afficher les résultats.
Étapes
Cliquer sur Résultats
Choisir les grandeurs à afficher
Lire les valeurs calculées
Le logiciel calcule automatiquement les grandeurs cinématiques.
Grandeurs calculées automatiquement
Plusieurs grandeurs peuvent être calculées.
Vous pouvez en sélectionner entre 1 et 5 simultanément.
Positions
Temps (t)
Position horizontale (x)
Position verticale (y)
Distances
Distance à l’origine (d)
Vitesses
Vitesse horizontale (Vx)
Vitesse verticale (Vy)
Vitesse totale (V)
Accélérations
Accélération horizontale (Ax)
Accélération verticale (Ay)
Angles
Angle de trajectoire
Vitesse angulaire
Énergies
Si la masse est définie :
Énergie cinétique
Énergie potentielle
Énergie mécanique
Exporter les données vers le cahier
Une fois les résultats calculés, vous pouvez les exporter.
Étapes
Cliquer sur Cahier
Exporter les données
Ouvrir le tableau généré
Les données apparaissent sous forme d’un tableau dans le cahier d’expérience.
Cette intégration permet d’utiliser les outils d’analyse scientifique disponibles dans FizziQ Web.
Exploiter les résultats dans le tableur
Une fois les données exportées, vous pouvez les analyser dans le tableur FizziQ.
Ajouter des calculs supplémentaires
Vous pouvez créer de nouvelles colonnes pour calculer d’autres grandeurs.
Exemples :
Calcul d’une vitesse moyenne
=(B - prec(B)) / (A - prec(A))
Calcul d’une accélération
=DERIVE(C, A)
Calcul d’une énergie cinétique
=0.5 × M × (C² + D²)
Calcul d’une énergie potentielle
=M × 9.81 × B
Créer des graphiques scientifiques
Le mode graphique permet de représenter les résultats.
Exemples :
Trajectoire spatiale
Abscisse : x
Ordonnée : y
Vitesse en fonction du temps
Abscisse : t
Ordonnée : V
Accélération en fonction du temps
Abscisse : t
Ordonnée : A
Utiliser les interpolations
Différents ajustements peuvent être utilisés :
interpolation linéaire
interpolation quadratique
interpolation sinusoïdale
Ces méthodes permettent d’obtenir des courbes adaptées au type de mouvement étudié.
Conseils pratiques pour filmer une vidéo
Pour obtenir des résultats précis, la qualité de la vidéo est essentielle.
Qualité de l’image
Utilisez :
une résolution élevée
un bon éclairage
une image nette
Référence d’échelle
Toujours inclure un objet de longueur connue.
Exemples :
règle
mètre
objet mesuré
Angle de prise de vue
Filmez perpendiculairement au plan du mouvement.
Cela limite les erreurs liées à la perspective.
Choix du point à suivre
Choisissez un point :
visible
bien contrasté
facile à identifier
Utilisation d’un smartphone
L’utilisation d’un smartphone est particulièrement adaptée en classe.
Les élèves peuvent :
filmer leur expérience
analyser immédiatement le mouvement
interpréter les résultats
Cette démarche rend l’apprentissage plus concret et motivant.
Exemples d’activités pédagogiques
Étudier une chute libre
Objectif : mesurer l’accélération de la pesanteur.
Étudier un mouvement parabolique
Objectif : analyser une trajectoire de projectile.
Étudier un pendule
Objectif : analyser un mouvement périodique.
Étudier la conservation de l’énergie
Objectif : vérifier la conservation de l’énergie mécanique.
Questions fréquentes (FAQ)
Pourquoi faut-il calibrer la vidéo ?
La calibration permet de convertir les distances en pixels en distances réelles.
Sans calibration, les résultats ne sont pas exploitables physiquement.
Pourquoi mes vitesses semblent incorrectes ?
Les causes fréquentes sont :
mauvaise cadence
calibration incorrecte
pointage imprécis
Peut-on modifier les points après analyse ?
Oui. Il est possible de revenir au pointage et de corriger les positions.
Peut-on revenir au cahier après export ?
Oui. La navigation entre analyse et cahier est possible sans perdre les données.
Voir aussi
Analyse audio dans FizziQ Web
Créer un tableau de données
Tracer un graphique scientifique
Calculer une vitesse dans le cahier d’expérience
Exporter un rapport scientifique
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