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1S
Phys3
TP
Représentation d’un vecteur vitesse.
OBJECTIFS:
 Réaliser des enregistrements.
 Analyser des enregistrements: déterminer la nature des mouvements étudiés.
 Mesurer des vitesses en utilisant les enregistrements.
 Représenter des vecteurs vitesse avec une échelle.
 Montrer que l'un des points du mobile a un mouvement simple.
MATÉRIEL :
Mobiles autoporteurs (mobiles sur coussin d'air), table horizontale et générateur d'impulsion, papier pour
enregistrement, pivot et axe rigide, niveau à bulle et double décimètre,1 feuille de papier calque, 1 rapporteur.
L'utilisation de mobiles sur coussin d'air (mobiles autoporteurs) permet d'obtenir des conditions simplifiées dans
lesquelles les frottements sont souvent négligeables.
Nous allons étudier, dans le référentiel terrestre, le mouvement de 2 points particuliers d'un mobile autoporteur
lancé sur une table horizontale:
 Le mouvement du centre de la base du mobile: C
 Le mouvement d’un point de la périphérie : P
EXPLOITATION DE L’ENREGISTREMENT:
1. Enregistrement n° 1 : voir fiche annexe 1.
 Tracer les trajectoires de ces 2 points.
 Noter la durée Δt entre 2 impulsions.
 Donner la nature de la trajectoire de C dans le référentiel choisi précédemment.
 Donner la nature de la trajectoire de P dans le référentiel choisi précédemment.
a. Pour le point C :
 Calculer les valeurs des vitesses VC1 , ,VC7 et VC16 : voir annexe 2
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Représenter les vecteurs vitesse
Vc1 , Vc7 et Vc16 (Echelle : 1cm pour 0,25 m.s-1)
b. Pour le point P :
 Calculer les valeurs des vitesses VP1 , VP4 , VP7 et VP16
 Représenter les vecteurs vitesse VP1 ,
VP4 , VP7 et VP16 (Echelle : 1cm pour 0,25 m.s-1)
2. Conclusion.
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Tous les points d'un solide lancé sur une table horizontale ont-ils le même mouvement?
Quels sont les mouvements: du point C ? du point P ?
Quel est de tous les points du solide celui qui a le mouvement le plus simple ?
Entre 2 instants séparés de Δt = 20 ms, les 2 points C et P ont-ils la même vitesse moyenne?
3. Changement de référentiel.
 Prenez maintenant la feuille de papier calque.
 Tracez un point l au centre de la feuille de papier calque, placez-le sur le point C1 et inscrivez
sur la feuille de papier calque la position correspondante du point de la périphérie du solide,
appelé P1’
 Sans bouger la feuille de papier calque, tracez une portion en pointillé de la trajectoire de C à
partir du point I.
 Ensuite déplacez l en C2 en suivant les pointillés et inscrivez P2’ correspondant à la position
suivante du point de la périphérie du solide et ainsi de suite avec les autres positions.
 Qu'avez-vous tracé?
 Tracer les 2 tangentes communes, parallèles entre elles, aux boucles aux points P 7 et P16.
 Où se déplace alors le point de la périphérie?
 Où se trouve le centre d'inertie G ?
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Enregistrement n° 2 : Etude du mouvement du centre d'inertie G du mobile.
Le mobile étant d'abord relié par un fil à un pivot fixe puis, entre G14 et G15 la liaison avec le pivot cesse brusquement
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Tracer la trajectoire.
Repérer la durée Δt entre 2 impulsions.
Noter l’échelle utilisée.
Donner la nature de la trajectoire de : Go à G14 : (A) et G14 à G20 : (B).
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Représenter V2 ,
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Trouver le centre 0 du cercle trajectoire. Pour cela tracer la médiatrice des segments : [GO,G2]
;[G2,G4];[G4,G6];[G6,G8]
Mesurer l'angle G0OG3 et calculer la longueur de l'arc G0G3
Mesurer l'angle G5OG8 et calculer la longueur de l'arc G5G8
Déterminer la vitesse angulaire w
Que peut-on dire de la vitesse angulaire w ?
Comparer le produit (R x w) et les valeurs des vitesses linéaires V2, V6 et V9.
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Représenter
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Que peut-on dire des vecteurs vitesse sur chacune des 2 parties de la trajectoire?
Conclure quant au mouvement sur chacune des 2 parties.
Pour (A):
V6 , V9 , en déduire la nature du mouvement (Echelle : 1cm pour 0,5 m.s-1)
Pour (B):
V16 et V19 (Echelle : 1cm pour 0,25 m.s-1)
Δt = 60 ms
Echelle 1/2
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Annexe 2