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Physique TP : Travail accélération 3BC

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Academic year: 2022

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Texte intégral

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Physique TP : Travail accélération 3BC

1

Date à remettre : ______________________

Noms:__________________________________

A) But du TP :

Déduire une relation entre le travail d’accélération et la vitesse finale (corps initialement au repos).

Comprendre que le travail d’accélération est transformé en énergie cinétique 𝐸𝑐𝑖𝑛. B) Montage expérimental

Le chariot de masse 𝑚𝑐 est accéléré sur un rail à coussin d’air horizontal par une force de traction constante. Cette force est exercée par le poids de la masse macc accrochée à un fil qui passe sur une poulie.

La distance 𝑥 sur laquelle le poids de cette charge (𝐹𝑎𝑐𝑐 = 𝑚𝑎𝑐𝑐∙ 𝑔) agit est limitée par une plaque en bois.

Dès que la charge a été arrêtée par la plaque, il n’y a plus de tension dans le fil et alors le chariot continue son mouvement à vitesse constante 𝑣.

Pour mesurer cette vitesse v on chronomètre le temps ∆𝑡 que met le fanion de largeur 𝑑 montée sur le chariot pour traverser le faisceau laser de la cellule photoélectrique. Attention la charge doit toucher la plaque avant que le fanion d traverse le faisceau laser !

Compléter la formule pour la vitesse finale :

v=

Le travail accélérateur correspond au travail de Facc sur le chemin x : Compléter la fomule pour le travail accélérateur :

𝑊

𝑎𝑐𝑐

=

Δt

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Physique TP : Travail accélération 3BC

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C) Mesure de Ecin = Wacc et sa vitesse 𝒗 pour différents x Complétez le tableau de mesures. macc=30g = kg intensité de la force 𝐹⃗𝑎𝑐𝑐 : 𝐹𝑎𝑐𝑐 =

largeur de la cache : 𝑑 = 25 𝑚𝑚 = 0,025 𝑚

masse chariot : mc= masse en mouvement : m=mc + ma

𝑥 en 𝑚 Wacc = Facc∙x

en J ∆𝑡 𝑒𝑛 𝑚𝑠 𝒗 𝒆𝒏 𝒎

𝒔 𝒗² 𝒆𝒏 𝒎² 𝒔²

𝑾𝒂𝒄𝒄

𝒗 en 𝑾𝒂𝒄𝒄

𝒗² en

0

0,05 0 0,36575

0,1 0 0,36575

0,15 0 0,36575

0,2 0,1 0,46575

0,4 0,2 0,56575

0,6 0,3 0,66575

Observations :

Rapport constant ? Proportionnalité ?

Conclusion : Wacc = Const∙ v2

Est ce que la constante 𝑾𝒂𝒄𝒄

𝒗² correspond à 0,5∙macc ; à 0,5∙mc ou à 0,5∙m ? Comment formuler le résultat ?

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Physique TP : Travail accélération 3BC

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D) Mesure de Ecin = Wacc et sa vitesse 𝒗 pour différentes masses totales m On attribue à un corps en mouvement une énergie cinétique Ecin = 𝟏

𝟐m∙v2 Vérifions si Wacc = Ecin = 𝟏

𝟐m∙v2 pour différentes masses dans l’expérience Garder x= m (p.ex. jusqu’au sol) fixe pour cette série de mesures.

masse en mouvement= chariot + masse accélératrice : m = macc + mc en kg macc

(kg)

mc

(kg)

m (kg)

Wacc=macc∙g∙x (J)

∆𝑡 (ms)

𝒗 (m/s)

Ecin = 𝟏

𝟐m∙v2

(J)

0,02 0,2

0,04 0,2 0,36575 0,02 0,3 0,36575 0,04 0,3 0,36575 0,05 0,4 0,46575

E) Rapport

Remettre un rapport lisible et structuré pour quelqu’un qui ne connaît pas forcément l’énoncé. Le compte-rendu doit reprendre les points suivants :

1. Introduction – objectif

2. Description du matériel utilisé (schéma ou photo annotée) et manipulations à faire.

3. Exploitation des mesures dans le 1er tableaux (moyennes, écart-types, observations) Réalisez 2 diagrammes :

1) Diagramme représentant (𝑊𝑎𝑐𝑐) en fonction de la vitesse (𝑣)

2) Diagramme représentant (𝑊𝑎𝑐𝑐) en fonction de la vitesse au carré (𝑣²) 4. Exploitation des mesures dans le 2e tableau. Confirmation Wacc = Ecin = 𝟏

𝟐m∙v2 . Ecarts ? 5. Conclusion personnelle

Inclure les tableaux et graphiques Excel dans Word.

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