6. Energie et Chocs Manip 1

Physique g´en´erale

Session Pratique et Exercices

1`ere ann´ee Premier Semestre

6. Energie et Chocs Manip 1

– Objectifs : Evaluer les forces de frottement sur un objet en mouvement.

– Utiliser les r´esultats de la mesure du mouvement d’un objet libre sur une table horizontale.

Fig. 1: Mouvement d’un objet libre sur une table horizontale.

L’´echelle des distances est 1 : 4 et l’intervalle de temps entre deux points est 0,067 s. La masse du chariot est de 73 g.

(a) D´eterminer la vitesse aux points A et B de la trajectoire pr´esent´ee sur la figure 1 et calculer : – l’acc´el´eration moyenne entre ces deux points, et la force correspondante.

– la diff´erence d’´energie cin´etique entre ces deux points, et en d´eduire la force moyenne appliqu´ee au syst`eme.

(b) Comparer l’intensit´e de la force de frottement trouv´ees avec ces deux m´ethodes.

Manip 2

– Objectifs : Illustrer le transfert de l’´energie potentielle en ´energie cin´etique.

– Utiliser les r´esultats de la mesure du mouvement d’un objet acc´el´er´e par un poids attach´e `a une poulie (TP-1, Mouvement uniform´ement Acc´el´er´e).

Fig.2: Mouvement d’un objet acc´el´er´e. L’´echelle des distances est 1 : 7,75 et l’intervalle de temps entre deux points est 0,067 s.

La masse du chariot est de 53 g et la masse du poids suspendu est de 10 g.

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1`ere ann´ee Premier Semestre

(a) Mesurer la vitesse en deux points diff´erents de la trajectoire pr´esent´ee sur la figure 2, ainsi que la distance ∆xentre ces deux points.

(b) Connaissant la masse totale en mouvement (masse du chariot + masse du poids), calculer l’´energie cin´etique (¹₂(M +m)v²) aux deux points.

(c) Calculer la diff´erence d’´energie potentielle du poids quand il est descendu d’une distanceh (= ∆x).

(d) Comparer les diff´erences d’´energie potentielle et d’´energie cin´etique.

Manip 3

– Objectifs : Tester la conservation de l’´energie cin´etique dans les chocs.

– Utiliser la table `a coussin d’air pour enregistrer les conditions pr´ec´edant et suivant des chocs

´elastiques et des chocs mous.

Fig. 3: Mouvement de deux chariots lors d’un choc mou. Les chariots sont entour´es de velcro. L’´echelle des distances est 1 : 5 et l’intervalle de temps entre deux points est 0,067 s.

(a) Mesurer les vecteurs vitesses des chariots avant et apr`es un choc mou (figure 3).

(b) Mesurer les vecteurs vitesses des chariots avant et apr`es un choc ´elastique (figure 4).

(c) Calculer les ´energies cin´etiques E_cin avant et apr`es les chocs (La masse des chariots est de 33 g).

(d) D´eterminer dans quelles conditions l’´energie cin´etique est conserv´ee.

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Fig. 4: Mouvement de deux chariots lors d’un choc ´elastique.

L’´echelle des distances est 1 : 8.7 et l’intervalle de temps entre deux points est 0,067 s.

Manip 4

– Objectif : Tester la conservation de la quantit´e de mouvement dans les chocs.

Reprendre la marche `a suivre de la manip 3 en consid´erant la quantit´e de mouvement au lieu de l’´energie cin´etique.

Choc pconserv´ee Ecinconserv´ee mou oui / non oui / non

´

elastique oui / non oui / non

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