Mesure de la vitesse instantanée :

Méthode de mesure de la vitesse instantanée et de l’accélération :
Productions d’élèves
cellules
photoélectriques
chronomètre
digital
rail à cousin
d’air incliné
chariot muni d’une
languette
T.S.
Mesure de la vitesse instantanée :
1ère méthode :
Lorsque la languette passe par la cellule photoélectrique A le chronomètre commence à
mesurer le temps en millisecondes. Quand il dépasse la cellule B le chronomètre arrête la
mesure. D’abord on mesure la distance entre A et B en mètres, notée s. Le chronomètre
affiche le temps entre A et B en millisecondes, noté t. La vitesse est calculée en divisant s
par t, le résultat est exprimé en m par s.
2ème méthode :
Il n’y a qu’une cellule photoélectrique. Lorsque le chariot passe devant la cellule
photoélectrique, le chronomètre mesure la durée d’obscurcissement dû au passage de la
languette, durée affichée en milli-secondes. s est la largeur de la languette en mètres et t est
le temps d’obscurcissement de la cellule, mesurée en secondes. La vitesse est calculée en
divisant s par t et est exprimée en m par s.
Mesure de l’accélération moyenne :
La longueur s est la largueur de la languette du chariot. La durée de passage devant A est
notée tA, la durée de passage devant B tA et elles sont exprimées en millisecondes.
L’intervalle de temps qui sépare le passage devant A et B, est notée tAB. Le chronomètre
mesure donc la durée en A et en B avec laquelle on calcule la vitesse respective de A et de B.
L’accélération (moyenne) est la variation de vitesse par intervalle de temps, notée : amoy
amoy= v/t = (vB-vA)/tAB
elle est exprimée en m par s2
C.B.
Figure 1 (Vitesse instantanée):
On mesure δs, la distance entre les deux cellules photoélectriques. Le chariot se déplace et
déclenche le chronomètre lorsqu’il passe la première cellule photoélectrique. Le chronomètre
s’arrête lorsque le chariot passe la deuxième cellule photoélectrique. Le temps mesuré est δt.
On peut maintenant calculer la vitesse instantanée.
Figure 2 (Vitesse instantanée) :
On mesure δs qui est ici la largeur de la languette placée sur le chariot. On mesure la durée de
passage devant la cellule photoélectrique. C’est δt. Ensuite on calcule la vitesse instantanée.
Figure 3 (Accélération):
On mesure δs, la largeur de la languette placée sur le chariot. Durant le déplacement du
chariot, le chronomètre mesure la durée de passage devant la première et la deuxième cellule
photoélectrique ainsi que l’intervalle de temps entre les deux. On calcule la vitesse en A et en
B, ensuite l’accélération moyenne.
3. Vitesse et vecteur vitesse:
3.1. Vitesse moyenne et vitesse instantanée:
a) vitesse moyenne
b) vitesse instantanée
c) unité S.I.
d) mesure de la vitesse instantanée:
1ère méthode:
Un wagon, muni d’une languette, descend le long d’un rail incliné. Dès que la languette
dépasse la première cellule photoélectrique reliée au chronomètre, le chronomètre se met à
compter jusqu’au passage devant la seconde cellule. Le chronomètre a relevé le temps qu’à
mis le wagon à passer entre les deux cellules.
Il ne reste qu’à calculer la vitesse.
v= s/t
Unité en m/s
2è méthode:
Un wagon, muni d’une languette, descend le long d’un rail incliné. Lors du passsage devant la
cellule photoélectrique, la languette jette une ombre sur la cellule et le chronomètre relève ce
temps d’obscurcissement. Il ne reste qu’à calculer la vitesse.
v= s/t
unité en m/s
s est la largeur de la languette
t est le temps d’obscurcissement de la cellule
4. Accélération:
4.1. Expérience:
Un wagon, muni d’une languette, descend le long d’un rail incliné. La languette dépasse la
première cellule photoélectrique, le chronomètre commence à compter; le wagon dépasse la
seconde cellule et il romp le comptage. Chaque cellule mesure le temps d’obscurcissement
lors du passage du chariot, ce qui permet de mesurer la vitesse instantanée.
Il ne reste qu’à calculer l’accélération.
amoy= v/t = (vB-vA)/tAB
2
m/
s
unité en