Alexia Gutz et Benjamin-Wilton Polifort physique – f. 56 Expérimentation sur le mouvement rectiligne accéléré or7 Sni* to View Travail présenté ? Mme. A. Bernier Collège Saint-Jean-Vianney 6 février 2015 Introduction Plusieurs croient qu’en laissant tomber deux objets de poids différents, le plus lourd tombera en premier. C’est faux. Qu’il soit question d’un piano ou d’une brique, en laissant tomber ces objets en chute libre, les deux atteindront le sol au même résultats et conclurons le rapport. Cadre théorique et méthodologie La position correspond à la position d’un objet par rapport à un axe ou un système d’axe.
Les droits axe sont x, y et z. L’axe des x est utilisé lorsqu’il est question de une dimension et signifie la longueur, Paxe des y est utilisé lorsqu’on travail en deux dimensions et il représente la hauteur et Faxe z lorsqu’on utilise trois dimensions et il signifie la profondeur. Lorsque quelqu’un ou quelque chose se déplace, on calcule ce déplacement par la position finale moins la position initiale. Un déplacement peut être positif, négatif ou nulle. Le signe du déplacement indique le sens du déplacement par rapport à l’axe de référence. Pour décrire le déplacement d’un objet, il est aussi important de savoir
Lorsqu’un objet parcourt une certaine distance en une période de temps définis, on peut dire qu’il a une vitesse. Pour la calculer, il faut connaitre la distance parcourue ou la longueur du déplacement ainsi que sa durée. La vitesse moyenne d’un objet est la vitesse qu’aurait cet objet comme une voiture, par exemple, si sa vitesse était constante. Pour mesurer la vitesse moyenne, il est possible d’utiliser la distance parcourue et on obtiendrait la vitesse scalaire, mais nous nous pencherons plus sur la vitesse vectorielle, qui utilise le déplacement.
La vitesse vectorielle indique l’orientation et la grandeur de la vitesse. La vitesse vectorielle de notre expérimentation est constan PAG » rif 7 grandeur de la vitesse. La vitesse vectorielle de notre expérimentation est constante puisqu’elle décrit un mouvement en ligne droite et à vitesse constante. Par contre, dans certains cas, la grandeur ou l’orientation de la vitesse change et la vitesse vectorielle n’est plus constante. La vitesse vectorielle peut aussi être positive, négative ou nulle. Elle est positive quand l’objet se déplace dans le sens de la flèche des axes des x, y ou z.
Dans une chute libre par exemple, la vitesse est négative, puisqu’elle e déplace dans le sens inverse de l’axe des y. Lorsqu’on veut savoir la vitesse d’un objet à un moment précis, il est maintenant question de vitesse instantanée. Pour finir, il y a le changement de vitesse, qui correspond à la différence entre une vitesse finale et une vitesse initiale. Contrairement au signe de changement de position, le signe du changement de vitesse ne correspond pas à une augmentation ou diminution de vitesse ni l’orientation du mouvement.
La constance d’accélération gravitationnelle établie l’accélération de tout objet en chute libre, due à la gravité sur la terre. Elle est éfinit par le symbole g (l’initiale de la gravité) et a une valeur approximative de -9,8m/s2, une valeur négative, puisque la gravité va dans le sens contraire de l’axe des y. Lorsque dans un mouvement, la grandeur et l’orientation de l’accélération sont constantes en tout temps, il est question de mouvement rectiligne uniforme accéléré. pour représenter ce mouvement, PAGF3C,F7 temps, il est question de mouvement rectiligne uniforme accéléré.
Pour représenter ce mouvement, on peut utiliser la positon en fonction du temps, la vitesse en fonction du temps et l’accélération en fonction du temps. Il est plus complexe de isualisé l’accélération, car son orientation ne correspond pas à celle du déplacement. Lorsqu’il est question de la position en fonction du temps, la position selon l’axe permet de voir le mouvement de l’objet. De plus, l’accélération est constante lorsque quand la position est indiqué à des intervalles de temps réguliers, la distances parcourue entre deux points augmente aussi de manière régulière.
Les graphiques de ces situations sont donc des courbes. L’accélération peut être positive ou négative. Elle est positive SI la vitesse augmente dans le sens de l’axe de position ou si elle diminue dans le sens inverse. L’accélération est négative si la vitesse diminue dans le sens de l’axe de position ou si elle augmente dans le sens inverse. En ce qui en est de la vitesse en fonction du temps, lors de la représentation graphique de ces situations, un tracé correspondant à une droite signifie une accélération constante, sauf si la droite est horizontale.
L’accélération est donc nulle. Un mouvement en chute libre est également un MRUA. La chute libre est un mouvement qui subit uniquement l’effet de la gravité. L’objet subit l’effet de la gravité, mais puisque celui-ci tombe vers le bas, nous utilisons l’axe des y. La gravité, g, agit da La gravité, g, agit dans le sens inverse de l’orientation de l’axe des y, donc l’accélération est de -g. Pour réaliser l’expérience, nous allons prendre un chronomètre à étincelle et déposer la roulette de papier carbone sur la vis du chronomètre, côté carbone vers le bas.
Nous allons ensuite glisser une bande de papier sous les supports de métal et sous la roulette de papier. Sur cette extrémité se trouve un épingle de nourrice. Nous placerons ensuite le chronomètre à étincelle sur le bord de la table et nous attacherons une masse au bout de l’épingle à nourrice. Ensuite, nous allumerons le chronomètre ? ?tincelle et lâcher le papier. Des points à différentes intervalles apparaîtront sur la bande de papier. Nous calculerons le temps en seconde de chaque point en sachant que le chronomètre ? étincelle réalise un point à chaque 60ème de seconde.
Pour faire l’expérience, nous allons avoir besoin de différentes masses, de bandes de papier, d’un chronomètre à étincelle et d’une règle. Nous observerons le mouvement rectiligne uniformement accéléré en chute libre en fonction de différent poids. Pour obtenir les résultats qui sont demandés, nous utiliserons les relatlons de la position en fonction du temps et de la vitesse n fonction du temps. Nous les organiserons dans un tableau et nous les illustrerons dans des graphiques. Les graphiques aideront à la visualisation de la position en fonction du temps et d graphiques.
Les graphiques aideront à la visualisation de la position en fonction du temps et de la vitesse en fonction du temps. Ce que nous prévoyons c’est que la vitesse soit constante, mais que la posltion soit exponentielle en fonction du temps. Voici quelque formule qui nous aideront pour la représentation des variations : La vitesse (V) ‘ La formule de la vitesse est la variation de position sur la variation de temps. La formule de la vitesse nous sera utile lors du calcul de la vitesse de la chute de la masse.
L’accélération (a) : La formule de l’accélération est la variation de vitesse sur la variation de temps. L’accélération augmentera de manière constante lors de la chute. Matériel et manipulation Liste de matériel Chronomètre à étincelles Bandes de papier Épingle de nourrice Masse de 20g Masse de 50g Dalle de mousse Règle de 1 m Manipulations 1. Déposer la roulette de p PAGF6CrF7 e sur la vis du que la masse soit au bord de la table. 7. Placer la dalle de mousse sous la masse, par terre. 8. Allumer le chronomètre à étincelle et lâcher le papier smultanément. . Mesurer la distance de chacun des points avec la règle. IO. Calculer le temps en secondes de chaque point en considérant que le chronomètre à étincelle réalise un point ? chaque 60ème de seconde 1 1 . Réalise les étapes 2 à 10 pour l’autre masse (résultats obtenus des autres équipes) Résultats Résulats obtenus sous forme de tableaux bien construit et titrés 1. Position en fonction du temps 2. Vitesse en fonction du temps Exemple de calcul complet contenant un titre, la formule utilisé et les opérations mathématiques
