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Le moduleAnalyse vidéode 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’unevidéo du mouvement.

Principe général

Le principe de l’analyse vidéo repose sur plusieurs étapes :

  • Charger une vidéo du mouvement

Charger une vidéo du mouvement

  • Définir une échelle réelle

Définir une échelle réelle

  • Pointer la position de l’objet à chaque instant

Pointer la position de l’objet à chaque instant

  • Calculer automatiquement les grandeurs cinématiques

Calculer automatiquement les grandeurs cinématiques

  • Exporter les résultats vers le cahier d’expérience

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

Comprendre la notion de trajectoire

  • Étudier l’évolution d’une position dans le temps

Étudier l’évolution d’une position dans le temps

  • Calculer une vitesse instantanée

Calculer une vitesse instantanée

  • Calculer une accélération

Calculer une accélération

  • Vérifier des lois physiques

Vérifier des lois physiques

  • Interpréter des résultats expérimentaux

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

Ouvrir la barre latérale gauche

  • Cliquer surExpérimenter

Cliquer surExpérimenter

  • SélectionnerAnalyse vidéo

SélectionnerAnalyse vidéo

Méthode 2 : accès direct

Vous pouvez ouvrir directement l’outil avec l’adresse suivante :

https://fizziqweb.web.app/video

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 surMes vidéos

Cliquer surMes vidéos

  • Sélectionner un fichier vidéo

Sélectionner un fichier vidéo

  • Attendre le chargement

Attendre le chargement

Formats compatibles :

  • MP4

MP4

  • WebM

WebM

  • MOV

MOV

  • AVI

AVI

Télécharger une vidéo

Cette option permet d’importer une vidéo depuis internet.

Étapes

  • Cliquer surTélécharger

Cliquer surTélécharger

  • Coller l’adresse de la vidéo

Coller l’adresse de la vidéo

  • Valider

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 mouvements sportifs

  • des collisions

des collisions

  • des chutes

des chutes

  • des mouvements paraboliques

des mouvements paraboliques

  • des rotations

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

Chute libre

  • Parabole

Parabole

  • Pendule

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

la durée de la vidéo

  • le nombre d’images

le nombre d’images

  • la cadence (images par seconde)

la cadence (images par seconde)

  • l’orientation de la vidéo

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

une règle

  • un mètre

un mètre

  • un objet de taille connue

un objet de taille connue

Étapes

  • Cliquer surCalibrer

Cliquer surCalibrer

  • Positionner le pointOrigine

Positionner le pointOrigine

  • Positionner le pointExtrémité

Positionner le pointExtrémité

  • Cliquer surLongueur règle

Cliquer surLongueur règle

  • Saisir la longueur réelle

Saisir la longueur réelle

  • Valider

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 horizontal

  • orienter l’axe vertical

orienter l’axe vertical

  • choisir le sens positif

choisir le sens positif

Cela permet d’adapter le repère à la situation étudiée.

Etape 2 : Ajuster les paramètres (optionnel)

Depuis le boutonParamètres, vous pouvez modifier :

Cadence

Nombre d’images par seconde.

Valeurs courantes :

  • 24 fps

24 fps

  • 30 fps

30 fps

  • 60 fps

60 fps

  • 120 fps

120 fps

Échantillonnage

Permet de sauter certaines images.

Exemples :

  • toutes les images

toutes les images

  • une image sur deux

une image sur deux

  • une image sur trois

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°

0°

  • 90°

90°

  • 180°

180°

  • 270°

270°

Position de l’origine

Deux modes sont disponibles :

  • origine attachée

origine attachée

  • origine détachée

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

Déplacer la mire sur l’objet

  • Cliquer pour enregistrer la position

Cliquer pour enregistrer la position

  • Passer à l’image suivante

Passer à l’image suivante

  • Répéter l’opération

Répéter l’opération

Pour obtenir des résultats fiables, il faut pointer toujours le même point de l’objet.

Vous pouvez :

  • avancer d’une image

avancer d’une image

  • reculer d’une image

reculer d’une image

  • modifier un point

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

supprimer un point précis

  • effacer tous les points

effacer tous les points

  • recommencer l’analyse

recommencer l’analyse

Étape 4 : analyser les résultats

Lorsque plusieurs points sont ajoutés, vous pouvez afficher les résultats.

Étapes

  • Cliquer surRésultats

Cliquer surRésultats

  • Choisir les grandeurs à afficher

Choisir les grandeurs à afficher

  • Lire les valeurs calculées

Lire les valeurs calculées

Le logiciel calcule automatiquement les grandeurs cinématiques.

Grandeurs calculées automatiquement

Plusieurs grandeurs peuvent être calculées.

Vous pouvez en sélectionner entre1 et 5 simultanément.

Positions

  • Temps (t)

Temps (t)

  • Position horizontale (x)

Position horizontale (x)

  • Position verticale (y)

Position verticale (y)

Distances

  • Distance à l’origine (d)

Distance à l’origine (d)

Vitesses

  • Vitesse horizontale (Vx)

Vitesse horizontale (Vx)

  • Vitesse verticale (Vy)

Vitesse verticale (Vy)

  • Vitesse totale (V)

Vitesse totale (V)

Accélérations

  • Accélération horizontale (Ax)

Accélération horizontale (Ax)

  • Accélération verticale (Ay)

Accélération verticale (Ay)

Angles

  • Angle de trajectoire

Angle de trajectoire

  • Vitesse angulaire

Vitesse angulaire

Énergies

Si la masse est définie :

  • Énergie cinétique

Énergie cinétique

  • Énergie potentielle

Énergie potentielle

  • Énergie mécanique

Énergie mécanique

Exporter les données vers le cahier

Une fois les résultats calculés, vous pouvez les exporter.

Étapes

  • Cliquer surCahier

Cliquer surCahier

  • Exporter les données

Exporter les données

  • Ouvrir le tableau généré

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

Abscisse : x

  • Ordonnée : y

Ordonnée : y

Vitesse en fonction du temps

  • Abscisse : t

Abscisse : t

  • Ordonnée : V

Ordonnée : V

Accélération en fonction du temps

  • Abscisse : t

Abscisse : t

  • Ordonnée : A

Ordonnée : A

Utiliser les interpolations

Différents ajustements peuvent être utilisés :

  • interpolation linéaire

interpolation linéaire

  • interpolation quadratique

interpolation quadratique

  • interpolation sinusoïdale

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

une résolution élevée

  • un bon éclairage

un bon éclairage

  • une image nette

une image nette

Référence d’échelle

Toujours inclure un objet de longueur connue.

Exemples :

  • règle

règle

  • mètre

mètre

  • objet mesuré

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

visible

  • bien contrasté

bien contrasté

  • facile à identifier

facile à identifier

Utilisation d’un smartphone

L’utilisation d’un smartphone est particulièrement adaptée en classe.

Les élèves peuvent :

  • filmer leur expérience

filmer leur expérience

  • analyser immédiatement le mouvement

analyser immédiatement le mouvement

  • interpréter les résultats

interpréter les résultats

Cette démarche rend l’apprentissage plus concret et motivant.

Exemples d’activités pédagogiques

  • Étudier une chute libreObjectif : mesurer l’accélération de la pesanteur.

Étudier une chute libre

Objectif : mesurer l’accélération de la pesanteur.

  • Étudier un mouvement paraboliqueObjectif : analyser une trajectoire de projectile.

Étudier un mouvement parabolique

Objectif : analyser une trajectoire de projectile.

  • Étudier un penduleObjectif : analyser un mouvement périodique.

Étudier un pendule

Objectif : analyser un mouvement périodique.

  • Étudier la conservation de l’énergieObjectif : vérifier la conservation de l’énergie mécanique.

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

mauvaise cadence

  • calibration incorrecte

calibration incorrecte

  • pointage imprécis

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

Analyse audio dans FizziQ Web

  • Créer un tableau de données

Créer un tableau de données

  • Tracer un graphique scientifique

Tracer un graphique scientifique

  • Calculer une vitesse dans le cahier d’expérience

Calculer une vitesse dans le cahier d’expérience

  • Exporter un rapport scientifique

Exporter un rapport scientifique