ETUDE DE LA CHUTE VERTICALE D’UNE BILLE (TP n°2)

1

TP-BAC STAV-46

ETUDE DE LA CHUTE VERTICALE D’UNE BILLE (TP n°2)

Nom et prénom de l’élève

OBJECTIFS - Etudier les caractéristiques d’une chute libre.

- Calculer l’énergie cinétique, potentielle et mécanique du système.

1- Expérience

On étudie la chute d’une bille d’acier de masse de 60 g dans l’air. Il s’agit d’une chute libre car, pour les hauteurs considérées, la résistance de l’air est négligeable. Chaque mesure on été enregistrées a l’aide de capteurs et les résultats sont regroupés dans le tableau suivant :

(Hauteur maximale de chute : 1 mètre)

Mesures capteurs

Hauteur de chute (h) en

mètres (m)

v : vitesse en mètre par seconde (m.s^-1)

t : temps en secondes (s)

C

0,00 0,00 0,000

C

0,10 1,40 0,140

C

0,20 1,97 0,199

C

0,30 Valeur ? Valeur ?

C

0,40 2,79 0,283

C

0,50 3,14 0,317

C

0,60 3,46 0,347

C

0,70 3,71 0,376

C

0,80 3,94 0,402

C

0,90 Valeur ? Valeur ?

C

1,00 4,38 0,450

2- Exploitation des données

① On a donné deux courbes tracées a partir des mesures précédentes.

La distance parcourue (hauteur de chute) en fonction du temps : . La vitesse de la bille en fonction du temps : .

En vous aidant de ses deux courbes retrouver les valeurs manquantes du tableau.

(Laisser une trace sur les graphiques pour justifier votre démarche).

Ta mission :

① A partir de deux graphiques, compléter les valeurs manquantes.

② Calculer l’énergie cinétique, potentielle et mécanique de cette bille.

③ Tracer sur un même graphique l’énergie cinétique, potentielle et

mécanique de ce système.

2

TP-BAC STAV-46

1^er graphique

2^ème graphique

3

TP-BAC STAV-46

② Compléter les valeurs manquantes du tableau.

Mesures capteurs

Hauteur de chute (h) en mètres (m)

v : vitesse en mètre par seconde (m.s^-1)

t : temps en secondes

(s)

Energie cinétique

(Joules)

Altitude de la bille

(mètre)

Energie potentielle

(Joules)

Energie mécanique

(Joules)

C

0,00 0,00 0,000 0,000 1,0 0,60 0,600

C

0,10 1,40 0,140 0,059 0,599

C

0,20 1,97 0,199 0,48

C

0,30 0,161 0,7 0,42 0,58

C

0,40 2,79 0,283 0,234 0,6 0,36 0,594

C

0,50 3,14 0,317 0,297 0,30

C

0,60 3,46 0,347 0,359 0,597

C

0,70 3,71 0,376 0,3 0,18 0,599

C

0,80 3,94 0,402 0,466 0,12

C

0,90 0,555 0,1 0,06 0,615

C

1,00 4,38 0,450 0,576 0 0,576

③ Tracer sur le même graphique l’énergie cinétique en fonction du temps, l’énergie potentielle en fonction du temps et l’énergie mécanique en fonction du temps. Proposer une conclusion.

Echelle de mesure : Abscisse : 2 cm pour 0,1 seconde et Ordonnée : 2 cm pour 0,1 Joule

 Energie cinétique :

Avec en Joules ; en kg et en m.s

 Energie potentielle :

Avec en Joules ; en kg et et en mètres (Z

 Energie mécanique en Joules :