Travaux pratiques de Première STL Biochimie Sciences Physiques
ETUDE DE QUELQUES FORCES
I> Tension d’un ressort vertical à l’équilibre : 1> Montage :
Considérons la masse M à l’équilibre accrochée à l’extrémité du ressort.
• Faire le bilan des forces s’exerçant sur la masse M.
• Quelle relation peut-on écrire entre ces forces ? Justifier.
• En déduire les caractéristiques de la tension T exercée par le ressort sur M.
• Représenter les forces sur un dessin reproduit dans votre compte-rendu sans souci d’échelle mais dans le respect de la relation citée ci-dessus.
2> Mesures :
On prendra g = 9,81 N.kg-1
• Calculer T à chaque fois connaissant la masse m de M grâce aux conclusions précédentes.
• Noter l’allongement x correspondant – voir dessin- : compléter le tableau ci-contre.
)
Prendre une origine sur la réglette de sorte que xvide = 0.Masse m
(kg) 0
Tension T
( N ) 0
x
(m) 0
3> Exploitation des résultats :
• Tracer le graphe T = f ( x ) sur le logiciel ©Regressi.
• Conclure en admettant que T = k . x puis calculer k la constante de raideur du ressort ; préciser son unité.
II> Cas d'un ressort horizontal:
• Dessiner un ressort horizontal étiré puis un ressort horizontal comprimé. Représenter pour chacun d’eux, la tension exercée par le ressort sur le corps qui crée l’étirement ou la compression du ressort.
• En déduire les caractéristiques de la tension du ressort
→
T
.ForcesTP10 Page 1 sur 2 © VINCENT
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ForcesTP10 Page 2 sur 2 © VINCENT
III> Poussée d’Archimède :
• Mesurer la valeur du poids P du solide, masse marquée de 100 g, avec un dynamomètre de 1 N:
était-ce vraiment nécessaire?
• Mesurer la valeur du poids apparent Pa du solide complètement immergé dans l’eau d’une éprouvette (dessin de gauche).
Mesure du volume d’eau déplacée à l’aide d’une éprouvette
• Mesurer le volume de l’objet et calculer la valeur du poids de l’eau déplacée noté Fa (c’est la poussée
d’Archimède). V1 V2
• Trouver une relation entre P , Pa , Fa. Justifier.
• Faire le bilan des forces s’exerçant sur le solide totalement immergé (dessin de gauche).
Représenter les forces sur un schéma reproduit sur votre compte rendu.
En déduire les caractéristiques de la poussée d’Archimède, en particuliers son expression en fonction de T et P.
A quelle autre force s'apparente T?
IV> Solide en équilibre sur un plan incliné en l’absence de frottement :
On utilise un palet autoporteur placé sur une table inclinée d’un angle α par rapport à l’horizontale.
Avec votre professeur, mesurer la masse du palet et la valeur de l’angle α (prendre au moins 10°).
Accrocher le palet autoporteur à un dynamomètre fixé à un fil parallèle à la pente.
Quelle est la valeur T de la force exercée par le fil de traction ? Quelle est la valeur du poids P du palet ?
Schématiser sur une feuille A4 la situation physique en respectant la valeur de l’angle α et en représentant à l’échelle les deux forces connues.
Pourquoi le palet ne peut-il pas être en équilibre sous l’action de ces deux seules forces ? Quelle est la troisième force agissant sur le palet ?
La caractériser par une construction graphique à l'échelle sur ce même dessin.
Retrouver sa valeur par le calcul c’est-à-dire par projection sur un repère (O,x,y).
