Travaux pratiques ph 03 1/2
Quelques forces
Le référentiel d’étude est un référentiel lié à la salle de classe.
Différents ateliers sont présents dans la salle. Pour chaque atelier, observer le système étudié, identifier les actions mécaniques mises en jeu et les représenter par des vecteurs forces.
Atelier 1 : Un livre S est en équilibre sur une table horizontale.
• Faire un schéma.
• Quelles sont les actions exercées sur S ? Les représenter sur le schéma par des vecteurs forces.
• Existe-t-il une relation entre ces forces ? Atelier 2 : On dispose de deux aimants S1 et S2.
• Rechercher les actions possibles s’exerçant entre S1 et S2.
• Les représenter sur plusieurs schémas si nécessaire par des vecteurs forces.
Atelier 3 : Un ressort est fixé à un support. On accroche un objet à son extrémité.
• Faire un schéma avec et sans objet suspendu.
• Interpréter le phénomène observé.
• Quel est l’effet de la force exercée par le ressort sur l'objet ? Quel est l’effet de la force exercée par l'objet sur le ressort ?
• Donner toutes les caractéristiques (direction, sens, valeur et point d’application) de la force exercée par le ressort sur l'objet.
• Représenter cette force sur le schéma, en précisant l'échelle.
Atelier 4 : Une masse marquée S est suspendue à un dynamomètre. On peut immerger S dans une éprouvette graduée contenant de l'eau.
• Comparer les indications du dynamomètre avant et après immersion de S dans l’eau.
• Rechercher les actions exercées sur S dans chaque cas.
• Représenter les forces qui s’exercent sur S par des vecteurs dans chaque cas sur deux schémas distincts.
• Interpréter la différence des indications obtenues.
• Quelle est la valeur du volume V d’eau déplacé par l’immersion du solide ? Calculer le poids de ce volume d’eau.
Données : masse volumique de l’eau = 1000 kg.m-3 ; 1L = 1dm3 = 10-3 m3. Commenter la valeur trouvée.
• Donner les caractéristiques de la poussée d’Archimède.
Atelier 5 : Un objet S est tenu par deux fils reliés à des masses marquées. La poulie à la propriété de changer la direction d'une force sans changer sa valeur.
• Faire un schéma en notant la valeur des masses marquée utilisée.
• Rechercher les actions qui s'exercent sur S.
• Représenter les forces qui s'exercent sur S, avec toutes leurs caractéristiques, en s'aidant d'une feuille de papier placée derrière S sur le support plan vertical.
• En un point M du plan, construire la somme vectorielle de ces forces. Conclure.
Atelier 6 : Une plaque de bois représente une porte, appliquez-lui les actions mécaniques représentées par les forces dans les cas suivants. En déduire les conditions sur la force pour que celle-ci mette en rotation un objet.
Vue de face
F1
Δ
F2
Δ Δ
F3
Δ
F4
Vue de dessus
F1
Δ
F2
Δ Δ
F3
Δ
F 4
Travaux pratiques ph 03 2/2
Applications
Faire le bilan des actions mécaniques puis le bilan des forces subies par le système indiqué. Indiquer la direction et le sens lorsque cela est possible et représenter les forces sans considération d’échelle.
1°/ 2°/ 3°/
plafond fil
lampe Système : la lampe
fil clou aimant
Système : le clou
+ ++
fil
sphère
bâton de verre
Système : la sphère
+ + + + +
4°/ 5°/ 6°/
ressort
solide Système : le solide
luge
Système : la luge
Système : le bateau
7°/ 8°/ 9°/
solide ressort
Système : le ressort
Système : le livre
par un élève livre de physique lancé en l'air
(il est en train excédé
de monter)
ressort
solide
Système : le solide
10°/ 11°/ 12°/
Système : le parachutiste
solide
ressort
Système : le solide
ressort
sphère fil
main Système : la sphère
