Analyser des données avec le cahier d'expérience : calculer une vitesse

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Cette activité vous guide dans l’analyse de données expérimentales à l’aide du cahier d’expérience de FizziQ Web. Vous apprendrez à organiser des mesures dans un tableau, calculer une nouvelle grandeur (la vitesse) et représenter les résultats sous forme de graphique.

Cette activité constitue une introduction à l’utilisation des tableaux, formules et graphiques dans FizziQ Web.

Objectif de l’activité

Vous avez filmé une balle qui roule sur une table et relevé sa position à différents instants.

Nous allons :

• créer un tableau contenant les mesures

• calculer la vitesse dans une nouvelle colonne

• tracer un graphique pour analyser le mouvement

Ce que vous allez apprendre

À la fin de cette activité, vous saurez :

• créer un tableau de données dans FizziQ Web

• saisir des mesures de temps et de position

• calculer automatiquement la vitesse avec une formule

• tracer un graphique pour visualiser le mouvement

Durée estimée : 10 minutes

Niveau conseillé : Débutant

Fonction utilisée : Tableau et calculs

Étape 1 : Ouvrir le tableau de données

Deux méthodes sont possibles.

Méthode 1 : depuis le menu Expérimenter

1. Dans la barre latérale gauche, cliquez sur Expérimenter

2. Cliquez sur Tableau de données

Méthode 2 : depuis les outils

1. Cliquez sur Outils

2. Sélectionnez Tableur

Vous pouvez aussi accéder directement au tableau via l’adresse :

https://fizziqweb.web.app/tableau

Un tableau vide apparaît à l’écran.

Étape 2 : Créer les colonnes du tableau

Nous allons créer trois grandeurs :

• Temps

• Position

• Vitesse

Grandeur 1 : Temps

1. Cliquez sur l’en-tête de la première grandeur

2. Définissez :

Nom : Temps

Type : Grandeur saisie

Unité : s

3. Créer

Grandeur 2 : Position

1. Ajoutez une nouvelle grandeur

2. Définissez :

Nom : Position

Type : Grandeur saisie

Unité : m

3. Créer.

Étape 3 : Saisir les données

Nous allons saisir quelques mesures.

Entrez les valeurs suivantes :

Temps (s) | Position (m)

0,0 | 0,0

0,5 | 0,15

1,0 | 0,35

1,5 | 0,60

2,0 | 0,90

2,5 | 1,25

Utilisez la virgule (,) comme séparateur décimal.

Étape 4 : Calculer la vitesse dans une nouvelle colonne

La vitesse se calcule avec la relation :

v = Δx / Δt

(variation de position divisée par variation de temps)

Créer une grandeur Vitesse

Nous allons créer une grandeur pour calculer la vitesse.

1. Ajoutez une nouvelle grandeur, Vitesse

2. Définissez :

Nom : Vitesse

Type : Grandeur calculée

Formule : "=Diff(Position, Temps)"

Unité : m/s

3. Validez.

Dans la colonne Vitesse, les vitesses sont automatiquement calculées comme les dérivées de la Position par rapport au Temps

Étape 5 : Créer un graphique

Nous allons maintenant représenter le mouvement.

Graphique 1 : Position en fonction du temps

1. Cliquez sur l'icône Graphique

2. Choisissez :

Abscisse : Temps

Ordonnée : Position

Vous obtenez une courbe montrant l’évolution de la position.

Si la courbe est incurvée, cela indique que la vitesse varie.

Graphique 2 : Vitesse en fonction du temps

Nous souhaitons ajouter la vitesse sur le graphique

1. Cliquer sur l'icône Graphique ou l'Icône Baguette magique

2. Appuyer sur Ajouter une courbe

3. Ordonnée : Vitesse

Pour tracer les deux courbes sur des échelles différentes

1. Aller sur l'onglet Affichage dans le menu

2. Choix Echelle > Echelle droite-gauche

Ce que vous avez appris

Vous savez maintenant :

• créer un tableau structuré

• saisir des données expérimentales

• calculer une nouvelle grandeur dans une colonne

• utiliser une formule mathématique

• tracer un graphique

  
  

Pour aller plus loin

Vous pouvez enrichir cette analyse.

Calculer l’accélération

Ajoutez une colonne :

Accélération (m/s²)

Utilisez la formule suivante : "=(vitesse-prec(vitesse))/(temps-prec(temps))"

Changer le format

Utiliser les différents paramètres pour modifier le format de la courbe et ajouter par exemple des lignes ou une interpolation

Questions fréquentes

Pourquoi la première cellule de vitesse reste-t-elle vide ? La vitesse nécessite deux mesures successives. Elle ne peut pas être calculée pour la première ligne.

Pourquoi une erreur apparaît-elle dans une formule ? Vérifiez les références des cellules et le format des nombres.

Puis-je ajouter plus de lignes ? Oui. Vous pouvez ajouter autant de mesures que nécessaire.

Est ce que je peux tracer l'interpolation quadratique des données ? Oui, cela est possibile ainsi que d'autres types de fitting dans les optiosn d'affichage de la courbe

Voir aussi

Faire votre première mesure : analyser un son

Tracer un graphique dans FizziQ Web

Exporter un rapport depuis le cahier d’expérience