ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE MOUVEMENTS
Le réglage de la vitesse d’obturation permet d’obtenir des prises de vue nettes et d’éviter
les « flous de bougé ». En effet, si le déplacement du mobile pendant une ouverture dépasse
quelques pixels sur le cliché, la photographie est floue. La vitesse d’obturation par défaut des
appareils est rarement assez rapide. Il faut pouvoir régler ce paramètre.
Augmenter la vitesse d’obturation provoque la diminution de la luminosité. Il faut
alors éclairer de manière intense pour que le mobile soit visible sur les clichés.
✎
9.2 Étude expérimentale en coordonnées cartésiennes
On étudie le mouvement présenté sur la figure 13.3 du paragraphe 2.1. Cette image a été
réalisée par superposition de 27 clichés issus d’un film tourné à 50 images par seconde avec
une vitesse d’obturation de (1/1000)s. Pour ce type de trajectoires, le repérage cartésien plan
s’impose et on cherche les coordonnées x et y du point M à chaque instant. On s’attend à un
mouvement d’accélération constante et égale à l’accélération de la pesanteur.
a) Réalisation du film
Dans un premier temps, on pose l’objet immobile devant le fond, on met en place un éclairage
suffisant, et on prend un cliché pour vérifier la visibilité du mobile. On passe alors l’appareil en mode « film » et on règle la fréquence de prise de vue et la vitesse d’obturation. On
pose l’appareil sur un support fixe et on cadre sur la zone du mouvement que l’on souhaite
observer. On réalise alors le film du mouvement que l’on transfère sur ordinateur.
Il ne faut pas oublier de coller un objet de taille connu sur le fond. Cet objet sert à
déterminer l’échelle. Ici on a collé un mètre de couture sur le mur blanc du fond.
✎
b) Transformation du film en série d’images
Il faut choisir un logiciel de traitement d’image. Un grand nombre de logiciels existent mais
on propose ici d’utiliser ImageJ, logiciel Java du domaine publique utilisable sur tout type
d’ordinateurs. De bons tutorats et une notice (en anglais) sont téléchargeables pour ce logiciel.
La suite des opérations décrites ne prétend pas montrer l’étendue de ses possibilité mais donne
un aperçu des opérations à suivre pour obtenir l’image de la figure 13.3 et les caractéristiques
du mouvement.
On importe le film (File/Import/AVI ou File/Import/UsingQuickTime) 3 et on l’enregistre
sous la forme d’une série d’image (File/SaveAs/ImageSequence). On obtient une série de
photos prises à intervalle de temps régulier et numérotées 4 .
c) Traitement des images obtenues
On importe la série d’images dans ImageJ (File/Import/ImageSequence) et on affine les réglages (Image/Adjust) pour augmenter le contraste et améliorer la visibilité. On a alors le
3. Pour éviter de saturer la mémoire de son ordinateur, il faut choisir les options Convert to 8-bit grayscale (sauf
si la couleur est absolument nécessaire) et Use Virtual Stack. On recadre sur la zone des photos qui nous intéresse
(sélectionner un rectangle et Image/Crop) pour réduire encore la taille des fichiers images.
4. On jette les photos sur lesquelles l’objet est hors cadre pour ne garder que les photos intéressantes.
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Le réglage de la vitesse d’obturation permet d’obtenir des prises de vue nettes et d’éviter
les « flous de bougé ». En effet, si le déplacement du mobile pendant une ouverture dépasse
quelques pixels sur le cliché, la photographie est floue. La vitesse d’obturation par défaut des
appareils est rarement assez rapide. Il faut pouvoir régler ce paramètre.
Augmenter la vitesse d’obturation provoque la diminution de la luminosité. Il faut
alors éclairer de manière intense pour que le mobile soit visible sur les clichés.
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9.2 Étude expérimentale en coordonnées cartésiennes
On étudie le mouvement présenté sur la figure 13.3 du paragraphe 2.1. Cette image a été
réalisée par superposition de 27 clichés issus d’un film tourné à 50 images par seconde avec
une vitesse d’obturation de (1/1000)s. Pour ce type de trajectoires, le repérage cartésien plan
s’impose et on cherche les coordonnées x et y du point M à chaque instant. On s’attend à un
mouvement d’accélération constante et égale à l’accélération de la pesanteur.
a) Réalisation du film
Dans un premier temps, on pose l’objet immobile devant le fond, on met en place un éclairage
suffisant, et on prend un cliché pour vérifier la visibilité du mobile. On passe alors l’appareil en mode « film » et on règle la fréquence de prise de vue et la vitesse d’obturation. On
pose l’appareil sur un support fixe et on cadre sur la zone du mouvement que l’on souhaite
observer. On réalise alors le film du mouvement que l’on transfère sur ordinateur.
Il ne faut pas oublier de coller un objet de taille connu sur le fond. Cet objet sert à
déterminer l’échelle. Ici on a collé un mètre de couture sur le mur blanc du fond.
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b) Transformation du film en série d’images
Il faut choisir un logiciel de traitement d’image. Un grand nombre de logiciels existent mais
on propose ici d’utiliser ImageJ, logiciel Java du domaine publique utilisable sur tout type
d’ordinateurs. De bons tutorats et une notice (en anglais) sont téléchargeables pour ce logiciel.
La suite des opérations décrites ne prétend pas montrer l’étendue de ses possibilité mais donne
un aperçu des opérations à suivre pour obtenir l’image de la figure 13.3 et les caractéristiques
du mouvement.
On importe le film (File/Import/AVI ou File/Import/UsingQuickTime) 3 et on l’enregistre
sous la forme d’une série d’image (File/SaveAs/ImageSequence). On obtient une série de
photos prises à intervalle de temps régulier et numérotées 4 .
c) Traitement des images obtenues
On importe la série d’images dans ImageJ (File/Import/ImageSequence) et on affine les réglages (Image/Adjust) pour augmenter le contraste et améliorer la visibilité. On a alors le
3. Pour éviter de saturer la mémoire de son ordinateur, il faut choisir les options Convert to 8-bit grayscale (sauf
si la couleur est absolument nécessaire) et Use Virtual Stack. On recadre sur la zone des photos qui nous intéresse
(sélectionner un rectangle et Image/Crop) pour réduire encore la taille des fichiers images.
4. On jette les photos sur lesquelles l’objet est hors cadre pour ne garder que les photos intéressantes.
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