tp : verification du theoreme de l`energie cinetique

TP : VERIFICATION DU THEOREME DE L'ENERGIE CINETIQUE
CHUTE LIBRE VERTICALE
I - EXPERIENCE
- Ouvrir le logiciel Généris 5
Fichier : Ouvrir (mes documents ou atelier scientifique)
Type : Tous les fichiers
Choisir le fichier « chute video »
- Etalonnage :
origine : Cliquer sur la balle ; 2 axes rouges apparaissent
Abscisse : cliquer sur le bas du baton d’étalonnage ; bouton gauche toujours appuyer glisser
le curseur jusqu’en haut du baton.
Noter à Etalonnage vertical 2m ; cocher les cases « repère orthonormé », « abscisse
croissante vers la droite». Valider.
- Paramétrage :
gestion des points mobiles : nombre de point 1
mode de représentation : par rapport à l’origine
- mise en route de l’enregistrement :
cliquer sur la touche « drapeau ». Cliquer sur la balle dans toutes ses positions. Cliquer sur le
« point rouge » pour arrêter l’enregistrement.
II – ETUDE DES COURBES X(T), Y(T) ET V(T)
1- Acquisition des points
- Visualisation du graphique :
Sur la barre d’outil inférieure situé sous l’enregistrement vidéo, cliquer sur « graphique ».
Sur la barre d’outil supérieure cliquer sur X1 et Y1.
2- Modélisation des courbes
- modélisation de la courbe :
Aller dans « affichage : 7.modélisation »
Modélisation de x(t) :
Grandeur à modéliser : X1(t)
Nouvelle grandeur : X1m
Modèles prédéfinis : droite
La courbe se trace arbitrairement.
Cocher les paramètres a, b afin d’ajuster la courbe modélisée à la courbe réelle.
Cliquer sur la touche inférieure gauche : « Modéliser »
Relever a et donner l'équation de la courbe x(t)
a =
x(t) =
D'après l'équation, que pensez-vous du déplacement suivant x ?
…………………………………………………………………………………………………
Modélisation de y(t) :
Grandeur à modéliser : Y1(t)
Nouvelle grandeur : Y1m
Modèles prédéfinis : parabole
La courbe se trace arbitrairement.
Cocher les paramètres a, b et c afin d’ajuster la courbe modélisée à la courbe réelle.
Cliquer sur la touche inférieure gauche : « Modéliser »
donner l'équation de la courbe y(t) =
Que pensez-vous du déplacement suivant y ?
......................................................……………………….
3 - Etude des vitesses
La vitesse de la balle se décompose en deux parties : - vitesse horizontale suivant x (vx(t))
- vitesse verticale suivant y
(vy(t)),
Pour le mouvement étudié, existe-t-il une vitesse vx(t) ? Pourquoi ? …………………………
…………………………………………………………………………………………………
Tracé de la courbe vy(t)
- Affichage/traitement des données
- Onglet : dérivée.
Grandeur à dériver : y1m
Grandeur : v1
- Tracer
III – VERIFICATION DU THEOREME DE L’ENERGIE CINETIQUE
La balle a une masse m = 200g.
1- Tracé de la courbe Ec
L'expression de l'énergie cinétique est: Ec =
2
1
.m.v2 = …………..
(avec Ec en J, m en kg et v en m.s-1).
- Afficher v1 ; supprimer les autres courbes en cliquant sur leurs icônes au dessus du
graphique.

- Onglet : Calcul
Grandeur : Ec
Fonction : 0,1*V1*V1
Unité : J
Recalculer.
2- Relation entre la variation d'énergie cinétique entre deux instants et le
travail des forces extérieures appliguées au système balle.
Calcul de la variation d'énergie cinétique entre deux instants tA et tB
- Visualiser à l'écran la courbe Ec seulement (cacher les autres)
- Sélectionner: Outils/ pointeur;
A l'aide du pointeur repérer sur la courbe les valeurs de l'énergie cinétique relevées à deux
instants :
(Entre les instants tA et tB, il doit y avoir au moins 200ms)
tA =……………….. EcA = …………………….
tB =……………….. EcB = …………………….
- Calculer la variation Ec = EcB - EcA = ........................................
Calcul des travaux desforces appliquées à la balle.
- Faire un bilan des forces s'exerçant sur la balle : ....................................
- Faire un schéma de l'expérience en plaçant les axes et les forces.
- Visualiser à l'écran la courbe y1(t) seulement.
- Sélectionner : Outils / pointeur ;
A l'aide du pointeur repérer sur la courbe les valeurs de y relevées à deux instants
précédents :
tA =……………….. yA = …………………….
tB =……………….. yB = …………………….
- Calculer les travaux des forces entre ces deux instants
Conclure en donnant le théorème de l'énergie cinétique.
IV- ETUDE DE L’ENERGIE CINETIQUE, L’ENERGIE POTENTIELLE ET L’ENERGIE
MECANIQUE
Données : m = 200g g = 9,81 N.kg-1
1 – Tracé de la courbe Ep
La référence des énergies potentielles est l’axe horizontal passant par l’origine du repère.
L'expression de l'énergie potentiel est Ep = mgY1m = …………..(avec Ec en J, m en kg et v
en m.s-1).
- Afficher y1 ; supprimer les autres courbes en cliquant sur leurs icônes au dessus du
graphique.
- Onglet : Calcul
Grandeur : Ep
Fonction : 1,962*Y1m
Unité : J
Recalculer.
2- Tracé de la courbe Em
Donner l’expression de l’énergie mécanique Em : ……………………………
Tracer la courbe Em.
3 – Conclusion
- Comment varie l’énergie cinétique Ec au cours du temps ?
…………………………………………………………………………………………………
- Comment varie l’énergie potentielle Ep au cours du temps ?
…………………………………………………………………………………………………
- Comment varie l’énergie mécanique Em au cours du temps ?
…………………………………………………………………………………………………
- Conclure.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

ETUDE D’UNE CHUTE PARABOLIQUE
I - EXPERIENCE
- Cliquer sur Fichier/nouvelle expérience.
- Fichier : Ouvrir (mes documents ou atelier scientifique)
Type : Tous les fichiers
Choisir le fichier « mvt parabol »
- Faire l’étalonnage sur la barre horizontale qui mesure 1,5m.
Choisir des ordonnées croissantes.
- mise en route de l’enregistrement :
cliquer sur la touche « drapeau ». Cliquer sur la balle dans toutes ses positions. Cliquer sur le
« point rouge » pour arrêter l’enregistrement.
II – ETUDE DES COURBES X(T), Y(T) ET V(T)
2- Acquisition des points
- Visualisation du graphique :
Sur la barre d’outil inférieure situé sous l’enregistrement vidéo, cliquer sur « graphique ».
Sur la barre d’outil supérieure cliquer sur X1 et Y1.
2- Modélisation des courbes
- modéliser la courbe x(t):
donner l'équation de la courbe x(t) =
D'après l'équation, que pensez-vous du déplacement suivant x ?…………………………
-modéliser de y(t) :
donner l'équation de la courbe y(t) =
Que pensez-vous du déplacement suivant y ?......................................................……………
3 - Etude des vitesses
La vitesse de la balle se décompose en deux parties : - vitesse horizontale suivant x (vx(t))
- vitesse verticale suivant y
(vy(t)),
- Tracer de la courbe v1x
- Tracer de la courbe v1y
III – VERIFICATION DU THEOREME DE L’ENERGIE CINETIQUE
La balle a une masse m = 200g.
1- Tracé de la courbe Ec
- Afficher v1x et v1y ; supprimer les autres courbes en cliquant sur leurs icônes au dessus du
graphique.
- Onglet : Calcul
Grandeur : Ec
Fonction : 0,1055* V1x*V1x + 0,1055*V1y*V1y
Unité : J
Recalculer.
2- Relation entre la variation d'énergie cinétique entre deux instants et le
travail des forces extérieures aupliguées au système balle.
Vérifier le théorème de l'énergie cinétique.
IV- ETUDE DE L’ENERGIE CINETIQUE, L’ENERGIE POTENTIELLE ET L’ENERGIE
MECANIQUE
Données : m = 211g g = 9,81 N.kg-1
1 – Tracé de la courbe Ep
La référence des énergies potentielles est l’axe horizontal passant par l’origine du repère.
L'expression de l'énergie potentiel est Ep = mgY1m = …………..(avec Ec en J, m en kg et v
en m.s-1).
- Afficher y1 ; supprimer les autres courbes en cliquant sur leurs icônes au dessus du
graphique.
- Onglet : Calcul
Grandeur : Ep
Fonction : 2,07*Y1m
Unité : J
Recalculer.
2- Tracé de la courbe Em
Tracer la courbe Em.
3 – Conclusion
- Comment varie l’énergie cinétique Ec au cours du temps ?
…………………………………………………………………………………………………
- Comment varie l’énergie potentielle Ep au cours du temps ?
…………………………………………………………………………………………………
- Comment varie l’énergie mécanique Em au cours du temps ?
…………………………………………………………………………………………………
- Conclure. …………………………………………………………………………