Physique g´en´erale
Session Pratique et Exercices
1`ere ann´ee Premier Semestre
7. Rotations Manip 1
– Objectifs : Mesurer le moment d’inertie de diff´erentes formes
(a) Pour le disque plein, la roue, le carr´e, et le carr´e avec 4 poids, mesurer le temps de descente T d’un poids de masseM = 0.2 kg attach´e `a la bobine.
(b) D´eterminer la masse et les dimensions de chaque forme, et calculer leur moment d’inertie.
(c) Comparer avec le moment d’inertie th´eorique.
(d) Discuter les diff´erences entre les mesures et les pr´edictions
Pour d´eterminer exp´erimentalement le moment d’inertieI, utiliser la relation entre le moment de forceτ exerc´e sur la bobine de rayonrpar le poidsM (τ=M·g·r), et l’acc´el´eration angulaire α:
τ=I·α
L’acc´el´eration angulaire αpeut ˆetre d´etermin´ee `a partir du temps de descente du poids sur une distanceh(h=θ·r). On relie ces quantit´es `a l’angleθ dont a tourn´e la bobine :
θ=1 2αT2 On a donc
h=θ·r=1 2αT2·r
⇒α= 2h
r·T2 D’o`u
I= τ
α =M ·g·r2·T2
2h .
Masse dimensions T I=M gr2T
2
2h Ith
[kg] [s] [kg·m2] [kg·m2]
disque plein I= 12mR2=
roue I=mR2=
carr´e I= 16ma2=
carr´e + poids I=
1
Physique g´en´erale
Session Pratique et Exercices
1`ere ann´ee Premier Semestre
Schéma de la Manip
2
Physique g´en´erale
Session Pratique et Exercices
1`ere ann´ee Premier Semestre
Manip 2
– Objectifs : Etude qualitative de la conservation du moment cin´etique – Utiliser la roue de v´elo et le tabouret tournant
(a) Une personne est assise sur le tabouret tournant. La roue de v´elo est mise en mouvement, et est donn´ee avec l’axe de rotation vertical `a la personne sur le tabouret. Que se passe-t-il quand l’exp´erimentateur inverse le sens de l’axe de rotation ? Expliquer pourquoi.
(b) Assis sur le tabouret, se mettre en rotation avec les bras ´ecart´es. Puis, ramener les bras contre soi. Que se passe-t-il ? Pourquoi ?
Estimer les vitesses angulaires initiale, ω1 et finale,ω2. Utiliser ces mesures pour estimer le moment d’inertie de la personne assise.
Schéma de la Manip
3
