Aide du laboratoire virtuel de physique
          2. Les outils

Les traces

Les traces sont une fonction associée au moniteur de l’espace d'analyse.  Cette fonction permet d'afficher en superposition, des traces  du mouvement de certains objets que vous enregistrez à l'aide du caméscope dans l'espace de manipulation.

Les traces sont, en quelque sorte, des "images fantômes" d'un objet dont on veut étudier le mouvement. On peut régler  le nombre de traces et l'intervalle entre celles-ci. Les traces peuvent permettre de reconstituer la trajectoire d'un objet et aussi d'utiliser d'autres outils pour mesurer, sur l'écran, des quantités nécessaires à l'évaluation de  la vitesse et de l'accélération de l'objets (voir l'exemple ci-dessous.) 

À voir, ci-dessous : 

• les composantes du contrôleur de traces à la figure 1;
  
  
• les mises en garde et instructions spéciales dans la section intitulée Mises en garde;
  
  
• des exemples illustrant différents paramètres des traces à la figure 2.

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[ Figure 1 ]

Mises en garde

[ Figure 2 ]

Mises en garde        = >

Le principe des traces
Interpréter le sens du mouvement
Intervalle de temps entre les traces

Le principe des traces

CORRESPONDANCE DIRECTE ENTRE LES TRACES ET LES IMAGES DU CAMÉSCOPE -- Les traces sont, en quelque sorte, des "images fantômes" d'un objet dont on veut étudier le mouvement. Chacune des traces affichées en superposition sur  l'image visionnée correspond réellement à la position de l'objet sur une des images précédentes (traces bleues) ou subséquentes (traces jaunes) qui ont été captées par le caméscope.

En effet, certains objets du montage expérimental portent une pastille réfléchissante.  Lorsque le caméscope capte des images de ces objets, un système optique associé au caméscope permet de détecter et de stocker en mémoire les positions successives de la pastille.

On peut voir une analogie avec un système qui envoie, à intervalles réguliers, des décharges électriques sur une feuille de papier carbone pour marquer le passage d'un objet en mouvement.

EXEMPLE D'INTERPRÉTATION DES TRACES -- Admettons que les distances entre les traces successives deviennent de plus en plus courtes à mesure que l'on avance, image par image, dans une séquence. On peut alors dire que l'objet ralentit au cours de cette séquence du mouvement.  En effectuant des mesures plus précises, on peut déterminer la grandeur et la direction de cette décélération.

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Interpréter le sens du mouvement

COULEUR DES TRACES ET SENS DU MOUVEMENT -- Les traces jaunes représentent les futures positions de l'objet alors que les traces bleues représentent les positions antérieures.  Lorsque l'on considère des traces en superposition sur une image fixe, il faut toujours vérifier si l'on interprète bien  le sens du mouvement de l'objet qui a laissé les traces. 

Lorsqu'on s'arrête sur une image au milieu d'une séquence visionnée, des traces reposent de chaque côté de l'objet qui était en mouvement. Par exemple, dans la figure 2A , on a fixé le nombre de traces à 2 -- il y a donc deux traces de chaque côté de l'objet.  À la figure 2B, le nombre de traces a été fixé à 4.

Cependant, lorsque l'on visionne la première (ou la dernière) image d'une séquence, les traces ne sont affichées que d'un seul côté de l'objet car il n'existe pas d'image avant (ou après) l'image visionnée -- car souvenez-vous que les traces correspondent directement aux images du caméscope.

Il faut toujours être vigilant car le sens réel du mouvement est parfois contre-intuitif à l'écran (par exemple, un mouvement de droite à gauche peut être contre-intuitif.)  Même si les couleurs des traces indiquent le sens du mouvement de l'objet, vous pouvez vous en assurer en naviguant dans la séquence à l'aide des boutons du caméscope.

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Intervalle de temps entre les traces

LE PARAMÈTRE int FIXE L'INTERVALLE DE TEMPS ENTRE LES TRACES -- À la figure 2B, on a réglé le paramètre 'int' à 1. On demande ainsi au système de relever  les positions de l'objet à toutes les images et de les afficher.  À la figure 2C, le paramètre int. est plutôt réglé à 2 : dans ce cas, on demande au système de relever  les positions de l'objet à toutes les 2 images et de les afficher.

L'intervalle entre deux traces successives n'est donc ni arbitraire, ni aléatoire.  Cet écart représente un intervalle de temps se calculant comme suit :

Intervalle de temps entre les traces      =    (facteur  int.)   X    2/30 s

2/30 de seconde étant l'intervalle de base du caméscope (c'est-à-dire, l'intervalle de temps entre deux images consécutives captées par le caméscope).

Sachant cela, il est possible d'obtenir de l'information sur l'évolution de l'objet étudié par rapport au temps.

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[ Figure 1 ]

[ Mises en garde ]

Figure 2

[ liste des sujets de l'aide ]