TP p10

NOM :
Chap. P8
TP P10
Prénom :
POUR EXPLIQUER LA TRAJECTOIRE D’UNE CHUTE
LE BILAN DES FORCES SUFFIT-IL ?
Groupe :
Date
Objectifs : Montrer, à l’aide de moyens multimédias, l’influence de la vitesse initiale sur la chute.
Compte rendu :
o Rédige un compte-rendu détaillé de tes EXPERIENCES, en précisant notamment les réglages utilisés et les conseils à
suivre ; enregistre, dans un fichier traitement de texte, les captures d’écran à légender pour illustrer tes propos.
o Complète les phrases en guise de CONCLUSION
o Enfin utilise un simulateur pour VERIFICATION ; réponds aux questions posées en complétant.
PROBLEMATIQUE
Dans ce TP, nous allons réaliser deux films (courts) qui correspondent à
deux cas de chute libre. Pour ce faire, on s’est placé, volontairement, dans
les conditions où les frottements de l’air sont négligeables : La bille est
suffisamment lourde et aérodynamique, la chute est de courte durée.
Hypothèse : Sur le schéma ci-contre, nous avons deux trajectoires. Dans
le cas (1), la balle est lâchée ; dans le cas (2), elle est lancée vers la droite
à l’aide d’un toboggan. Les reconnais-tu ?
Imagine alors la suite de la seconde trajectoire.
Pour cela, dessine la balle aux instants suivants (sachant que la première
position de la balle est représentée et qu’elle correspond à la sortie du
toboggan)...
Cette situation doit nous interroger sur le phénomène de la
chute libre : Autrement dit, comment pourrait-on prédire le
mouvement d’un corps quelconque en chute libre ? Le bilan
des forces suffit-il ?
EXPERIENCES
A l’aide du matériel mis à ta disposition, notamment une webcam et un ordinateur, essaye de mettre en place des
expériences qui devraient te permettre de répondre au mois en partie à ces questions. Pour cela :
- Tu feras un bilan de forces dans les deux cas : Quel mouvement faut-il prévoir dans le cas (2) ?
- Tu utiliseras à bon escient le logiciel LOGGERPRO pour effectuer un pointage et rédiger un compte-rendu de ton
expérience. Fais un bilan de forces : Permet-il de prévoir ce mouvement (à décrire d’ailleurs) ?
- Tu feras un bilan de forces dans les deux cas.
SIMULATION
Il est intéressant de refaire les expériences à l’aide d’un simulateur pour déterminer les positions exactes de la balle lors
de sa chute. Pour cela, ouvre le logiciel MICROMEGA HATIER et sélectionne le simulateur « Newton ».
Pour chaque situation, rentre les différents paramètres (tu choisiras d’abord un angle de lancement nul). Observe et
réponds. Conseil : Utilise la touche « chronophotographie »…
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Observe la chute d’une pomme, positionnée à yo = 10 m de hauteur, pour une vitesse nulle (elle est donc
lâchée). Retrouves-tu la trajectoire prévisible ? ____________________________________________________
Pour une vitesse initiale de 4 m/s, lance cette pomme horizontalement (donc angle nul) toujours positionnée
initialement à yo = 10 m de hauteur. Observe : Que remarques-tu en affichant le repère ?
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___________________________________ (n’hésite pas à copier le graphique superposant les deux trajectoires)
(pour aller plus loin) Dans les mêmes conditions, lance la pomme vers le haut avec différents angles : 30°, 40°,
50°... etc. La forme de la trajectoire change-t-elle ? ________________________________________________
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CONCLUSION
En guise de conclusion, pour répondre à la problématique, complète les phrases suivantes :
Un système en chute libre n’est soumis qu’à une seule force : son _______ . Cette force s’exerce dans la direction
_____________________ uniquement : Cela explique que sa vitesse augmente en tombant vers le bas.
Un système, lâché sans vitesse initiale, tombe donc verticalement : Son mouvement est rectiligne et
__________________________ .
Mais un système, lancé horizontalement, possède une vitesse initiale horizontale non nulle : Son mouvement est
toujours _________________________ mais il est maintenant _________________________ . Dans ce cas, plus sa
vitesse initiale est grande, _______ sa trajectoire est courbe.
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16/04/17