TP Etude de la chute des corps

TP-TD sur le mouvement.
But: Afin d'opérer une transition en douceur entre la partie électroradioactive qui vient de se finir et le cours de
mécanique (du point) qui commence, je me propose de vous renvoyer deux (ou trois) puis une année(s) en arrière,
c'est à dire en seconde, puis en première S, en vous proposant ce superbe sujet de TD (qui est destiné à des élèves
de seconde), on augmentera progressivement le niveau de l'exploitation.
TD de seconde : Etude de la chute des corps.
I Chute d'une balle dans l'air :
1/ Un peu d'histoire
En 1604, Galilée formule la loi de la chute des corps concernant les espaces franchis par le mouvement naturel.
Cette loi précise que la hauteur de chute H est proportionnelle au carré du temps t écoulé.
H = 1 g  t2
2
où g est une constante qu'on appelle "intensité de la pesanteur". Actuellement la valeur moyenne admise (sous nos
latitudes) est g = 9,81 N.kgA l'aide d'une chronophotographie de la chute d'une balle, on se propose de vérifier
la validité de cette loi pour les corps qui tombent dans l'air et dans le vide.
2/ Acquisition
 Lancer le logiciel CD-MOVIE.
Puis reportez vous à la notice ci-jointe.
3/Exploitation des mesures
Cette exploitation se réalise grâce à un autre logiciel: Regréssi2 que vous devez lancer depuis Windows®.
Reportez vous à la notice ci-jointe.
1°/ En vous aidant du tableau de mesures, quelle est la durée séparant deux prises de vue successives ?
H est la distance qui sépare la position de la balle à un instant t, noté Y1 de sa position initiale notée Y1max
(valeur maximale de Y1 si vous avez bien choisi l'origine en bas …).
2°/ Quelle relation (simple et ne faisant pas intervenir la loi de Galilée, réfléchissez deux secondes à ce que vous
faites …) permet de calculer H quelle que soit la position Y1 de la balle ? Retournez ensuite à la notice.
3°/ Si on trace le graphique H = f(t²), quelle grandeur est portée en abscisse ? Et en ordonnée ?
4°/ Afficher cette courbe APPELEZ MOI, imprimer et indiquer les unités des deux grandeurs.
5°/ Quel est le type de la courbe obtenue ? Calculer son coefficient directeur (ce renseignement répondant
nécessairement à la première partie de la question ….).
6°/ Vérifiez la loi de Galilée H=1/2.g.t², en utilisant les paramètres de l'équation précédente. Retrouve-t-on la
valeur moyenne actuellement admise (sous nos latitudes) de « g » ?
7°/ Si vous lâchez une balle de polystyrène et une bille de plomb, de même dimension, à la même hauteur, laquelle
des deux billes arrivera la première au sol ? Justifiez votre réponse.
Fin du TD de Seconde, début du travail de Première S.
Questions introductives : N'y a-t-il pas quelque chose qui manque, pour les physiciennes et physiciens en herbe
que vous êtes, dans la description du mouvement précédent ? Par rapport à quoi est décrit le mouvement ? Quel
est le bon ………………….. qu'il faut choisir ? Comment le qualifie-t-on ?

Remarque : ici "v" désigne la norme du vecteur vitesse du centre d'inertie v G de la baballe.
Imprimez le graphique v = f(t) avec un beau titre et des belles unités.
1°/ Que peut-on remarquer sur cette courbe ?

2°/ Que peut-on dire sur la direction et le sens du vecteur variation de la vitesse du centre d'inertie  v G entre
deux instants quelconques.
3°/ En déduire la direction et le sens du vecteur force résultante.
Fin du TD de Première S, début du travail de Terminale
S.
On commence ici le programme de Term S, on va s'intéresser au vecteur (variation de la vitesse par

rapport au temps), qu'on note "a", créer cette variable. Ici "a" désigne la norme du vecteur accélération a G du
centre d'inertie de la baballe.
Imprimez le graphique aG = f(t) avec un beau titre et des belles unités.
1°/ Que peut-on remarquer sur cette courbe ? (on agrandira l'axe des ordonnées de cette courbe avant de
conclure)
2°/ Sachant que le vecteur accélération du centre d'inertie et le vecteur force résultante sont liés par la relation
1 

a G  F où m est la masse du système étudié, que peut-on en déduire à propos du vecteur force résultante ?
m
3°/ Sachant que les frottements de l'air sur la balle sont négligeables, retrouve-t-on l'expression espérée pour le
poids (on suppose ici que vous ne savez pas que P = mg …) ? Déduire du 2°/ et 3°/ une autre unité de g.