Physique - Mouvement sur un plan incliné 

Source

Extrait d'un manuel de physique. Par respect pour le concepteur de ce script, je laisse les lignes ###TODO donc ce programme est à terminer! Il vous manque l'accélération ;)

• Le fichier csv contenant les valeurs est en dessous, vous devez le télécharger et l'enregistrer dans le dossier qui contiendra votre programme python!
  https://www.ipa-troulet.fr/cours/attachments/article/542/cylindre_plan_incline.csv
• Le début du programme ne fonctionnant pas, j'ai utilisé pandas
  

  import pandas as pd
  mesures=pd.read_csv('cylindre_plan_incline.csv', sep=";",decimal=",",encoding="utf-8")
  valeurs=mesures.values.tolist()
  
  t=[];x=[];y=[];L=[t,x,y]
  
  for i in range(len(valeurs)):
      t.append(valeurs[i][0]);x.append(valeurs[i][1]);y.append(valeurs[i][2])​

• Pour les curieux, j'ai trouvé ça aussi https://youtu.be/kvEtFBxDgqI

Un peu d'histoire pour comprendre

Si vous voulez vous amuser à reproduire cette expérience et à trouver la position des 4 clochettes, voici un lien vers un dossier zippé contenant :

• un fichier wav qui fait "ding"
• un début de script qui produit 4 "ding"

A vous de le modifier pour permettre par exemple à l'utilisateur de saisir 4 valeurs pour les x1... x4 afin d'entendre 4 ding à intervalles réguliers ;). Je précise que Galilée recherche une durée constante entre chaque clochette ;)))
Attention, ce script utilise la bibliothèque playsound, j'ai dû l'installer!

Dossier zippé: musique_galilee.zip

Script fonctionnel

import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
mesures=pd.read_csv('cylindre_plan_incline.csv', sep=";",decimal=",",encoding="utf-8")
valeurs=mesures.values.tolist()

t=[];x=[];y=[];L=[t,x,y]

for i in range(len(valeurs)):
    t.append(valeurs[i][0]);x.append(valeurs[i][1]);y.append(valeurs[i][2])

            
vx=[];vy=[];ax=[];ay=[]
for i in range (1,len(x)-1):
    vx.append((x[i+1]-x[i-1])/(t[i+1]-t[i-1]))
    vy.append((y[i+1]-y[i-1])/(t[i+1]-t[i-1]))
### TODO
#   A compléter
    
plt.subplot(2,1,1);plt.title("Vitesse")
plt.quiver(x[1:-1],y[1:-1],vx,vy,color="green")
plt.axis('equal');plt.plot(x,y,"ro")

plt.subplot(2,1,2);plt.title("Accélération")
### TODO
#   A compléter

plt.show()

Comprendre le script

• Lignes 1 et 2: import des bibliothèques
• Lignes 3 et 4: récupération des données du fichier csv => j'obtiens une liste de nom "valeurs"
• Ligne 6: déclaration de listes vides, une pour le temps, une pour les x et une pour les y. J'ai laissé la liste L qui est une liste contenant 3 sous-liste car elle était dans le script initiale, mais je ne m'en sers pas!
• Lignes 8 et 9: découpe en tranche ;)
• Ligne 12: déclaration de listes vides pour les composantes de la vitesse et de l'accélération
• Boucle de la ligne 13:
  • Calculs des vitesses et mise en boite
  • TODO à faire pour les accélérations
• Lignes de 19 à 21: représentation des vitesses. Vous chercherez le pourquoi du x[1:-1] car vous aurez besoin de ce concept pour l'accélération
• Lignes de 23 à...: TODO à faire pour l'accélération en partant des vitesses. Vous ne m'expliquerez pas votre vx[truc:bidule] ;)
• Ligne 27: affichage des graphiques (subplot c'est sous-graphique)

Pièce(s) jointe(s)

COURS initiation python.odt	[ ]	3257 kB
COURS initiation python.pdf	[ ]	3120 kB
DOC_Manipulation_Matplotlib.pdf	[ ]	331 kB
DOC_Manipulation_Pandas.pdf	[ ]	1281 kB
DOC_numerique_python.pdf	[ ]	2225 kB
mesures.csv	[ ]	5 kB