Travail d'une force
 

I. Objectifs

• Exprimer et calculer le travail d'une force constante.
• Comprendre l'effet de ce travail sur le mouvement.

II. Etude de la chute libre

1. Matériel

• Ordinateur + interface Orphy GTS.
• Ensemble "chute libre" Micrélec.

2. Manipulation

• Lancer le logiciel chute.
• Sélectionner "Vitesse" dans le menu.
• Choisir une longueur de raies de 5mm.
• Réaliser l'acquisition.
• Sauvegarder le fichier et quitter le logiciel.
• Lancer le logiciel Régressi pour Windows.
• Ouvrir le fichier précédent.
• A l'aide d'une balance, peser la règle.

3. Exploitation

• Modéliser et tracer la courbe V=f(t).
• Déterminer la vitesse initiale du centre d'inertie de la règle.
• Déterminer la vitesse du centre d'inertie lorsque celui-ci a chuté de 50mm.
• Déterminer la variation de vitesse DV du centre d'inertie.
• Déterminer le travail W du poids de la règle sur ce déplacement.
• Comparer les signes de DV et de W.
• Comment qualifie-t-on le travail du poids? Quel est son effet sur la vitesse du centre d'inertie de la règle?

II. Mouvement circulaire uniforme

1. Matériel

• Table à coussin d'air + accessoires.
• Plot central.
• Fil.

2. Manipulation

• Fixer le mobile au plot central à l'aide d'un fil.
• Lancer le mobile et réaliser l'enregistrement du mouvement.

3. Exploitation

• Choisir deux points quelconques (assez éloignés l'un de l'autre) de la trajectoire.
• Déterminer les vitesses V_A et V_B du mobile lors de son passage aux points A et B.
• Calculer DV=V_B-V_A.
• Faire le bilan des forces appliquées au mobile et les représenter sur un schéma de profil.
• Déterminer la somme W des travaux des forces appliquées au solide entre A et B.
• Comparer DV et W.
• Quel est l'effet de l'ensemble de ces forces sur le mouvement du mobile? (on attend deux éléments de réponse).

III. Mouvement sur un plan incliné

1. Matériel

• Table à coussin d'air + accessoires.
• Valet élévateur.

2. Manipulation

• A l'aide du lanceur, réaliser l'enregistrement d'un mouvement parabolique sur la table inclinée.
• Sans déplacer la feuille, lâcher le mobile à coté du bord de façon à enregistrer la ligne de plus grande pente.

3. Exploitation

• Choisir deux points A et B de la trajectoire (A vers le début de la trajectoire et B vers le sommet).
• Déterminer les vitesses V_A et V_B du mobile lors de son passage aux points A et B.
• Calculer DV=V_B-V_A.
• Faire le bilan des forces appliquées au mobile lorsqu'il a quitté le lanceur et les représenter sur un schéma de profil.
• Tracer sur l'enregistrement deux droites horizontales passant par les points A et B.
• A partir de la distance D séparant ces deux horizontales, déterminer la dénivellation h existant entre A et B.
• Déterminer la somme W des travaux des forces appliquées au solide entre A et B.
• Comparer DV et W.
• Comment qualifier le travail du poids du mobile? Quel est son effet sur la vitesse de celui-ci?

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