II/ Etude d`une mouvement rectiligne uniforme :

David Baudin
Leila Chafchaouni
PS22
Compte-rendu du TP1
PS22 : MANIPULATION N°I
Etude du glissement sur un plan incliné, banc à coussin d’air
Matériel utilisé
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Un banc à coussin d’air, Soufflerie
Un mobile
Chronomètre Phywe 4-4
Règles graduées sur pied
Niveau à bulle
0/ Préparation du TP
Exercice :
Calcul d’erreur t1 introduite sur la valeur de t1 par une erreur x sur la position de départ :
Le mouvement est uniformément accélère donc :
x= ½ a t² => x = ½ a t² => t =( 2/a x)½
Calcul de l’erreur relative :
t²/x = 2/a et t²/x = 2/a => t/t= - (x/x)1/2
Puisque c’est un retard de temps c’est une erreur négative
Application :
t1/t1= - ( 10-3 /1) ½ => - 3.16 %
I/ Réglage de la soufflerie :
On règle le débit d’air afin que le mobile puisse glisser sans frottements sur le banc,
sans pour autant être poussé par le débit d’air.
II/ Réglage de l’horizontalité :
On règle la hauteur du pied mobile à l’aide du niveau à bulle des règles sur pied puis
en faisant le test du mobile et en vérifiant que les temps de passage en deux point distant sont
égaux.
L’incertitude sur l’horizontalité est due aux règles utilisées mais l’erreur est réduite en
utilisant trois tests différents.
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David Baudin
Leila Chafchaouni
PS22
Compte-rendu du TP1
III/ Inclinaison du banc, Mesure de la pente
On se sert du décalage, par rapport à la position d’origine, observé sur les deux règles
à pied. Tan = h / 200, 200 étant la longueur en cm du banc.
L’incertitude est due aux règles à pied qui sont précises au mm. Elle est due aussi aux
arrondis fait sur la valeur de l’angle donnée par la calculatrice.
La valeur de  qu’on a utilisé est 1,86° correspondant à un h = 6.5 cm
IV/ Mesure de l’accélération à partir de l’instant d’arrivée
On règle la position des deux détecteurs et on évalue le temps d’arrivée t1 du mobile à l’aide
du chronomètre. On effectue plusieurs essais pour vérifier la reproductibilité des résultats et
on obtient des valeurs proches. L’incertitude sur t1 peut être due à la rapidité de réaction du
chronomètre et à sa résolution de 1 ms.
On obtient le tableau de valeurs suivant et la courbe correspondante (Annexe1)
x(10-2 m)
t en s
22
0.662
30
0.932
72
1.819
80
1.936
120
2.456
152
2.814
162
2.923
On calcule la valeur de la pente de la droite, on obtient 0.17 m/s² qui multiplié par deux nous
donne la valeur de l’accélération a = 0.35 m/s² à partir de la formule x= ½ a t² .
Théoriquement on obtient ath = 0.32 m/s² ce qui est proche de notre valeur.
V/ Mesure de l’accélération à partir de la durée de passage
Cette fois ci c’est la durée de passage du mobile au niveau de chaque détecteur qu’on mesure
grâce à laquelle on calcule la vitesse instantanée du mobile à différentes valeurs de x .
V= l/t avec l longueur du mobile l = 0.168 m
On obtient le tableau de valeurs suivant et la courbe correspondante (Annexe 2)
X (10-2 m) 40
91
112
150
170
0.349
0.221
0.197
0.169
0.158
t en s
V en m/s
0.48
0.76
0.85
1
1.063
On calcule la valeur de la pente de la droite du graphe v² en fonction de x, on obtient
0.69 m/s² qui divisé par deux nous donne la valeur de l’accélération a = 0.35 m/s² à partir de
la formule v²= 2 a x . Théoriquement on obtient ath = 0.32 m/s² ce qui est proche de notre
valeur.
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David Baudin
Leila Chafchaouni
PS22
Compte-rendu du TP1
VI/Mesure de l’accélération en fonction de la pente
Pour vérifier que l’accélération est proportionnelle à sin, on fait varier la pente et pour une
même valeur de x on chronomètre le temps de passage t.
Pour cela on cherche à vérifier que A= sin . t² est constant. On obtient le tableau suivant.
1.86
2.09
3.23
 en °
0.0325
0.0365
0.0563
sin
0.23
0.209
0.170
t en s
0.0529
0.0437
0.0289
t² en s²
A en s²
0.0016
0.0016
0.0016
La valeur théorique de ce produit (0.0016 s²) correspond exactement à la valeur trouvée.
VII/ Influence du poids du mobile
On fait varier le poids du mobile et on mesure à chaque fois le temps d’arrivée t1.
On obtient le tableau suivant :
Nombre de masselottes
0
1
2
0
Position du bouton de la soufflerie 5
5
5
6
Valeur de t1 en s
2.208
2.207
2.213
2.189
On peut noter que le poids du mobile n’influe pas sur sa vitesse vu qu’on obtient des
temps t1 semblables.
On remarque aussi la position du bouton de la soufflerie n’a pas d’influence sur la vitesse tant
que la soufflerie empêche les frottements.
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