Lab_Chute_des_corps

TUBE DE NEWTON
Buts de l'expérience
Détermination de la valeur du champ de gravitation (ou accélération de la pesanteur) g, dont la
valeur officielle à Genève est
2
m
9,805 s g
.
Matériel à disposition
bille d'acier - électro-aimant - contact - manipulateur à manivelle - horloge - règle métrique rigide -
ruban métrique - sources de tension électrique - diverses pièces métalliques (barres, noix, etc.) - fils de
connexion électrique.
Elément de théorie
En un lieu donné - ici au voisinage de la surface terrestre - dans le vide - ici tout effet de la résistance
de l'air est négligé - tous les corps qui tombent ont la même accélération a = g, quelle que soit leur
masse. Si l'on exprime, pour un corps qui tombe en chute libre, sans vitesse initiale, le déplacement
rectiligne. L en fonction du temps de chute t, on obtient :
2
1
2
a g t  
A partir de la définition de l'accélération
v
at
, on peut obtenir la vitesse
du corps en chute libre à l'instant t :
v g t
.
Chute des corps
Instant t = 0 [s], point de départ.
L = déplacement vertical.
Instant tarrivée, point d'arrivée.
suite au verso...

Expérience et manipulations
Après avoir branché le circuit électrique, placez la bille en contact avec l'électro-aimant. Réglez, puis
mesurez, au moyen du ruban métrique, une distance L de 60 à 70 centimètres entre le bas de la bille
lorsqu'elle est attirée par l'électroaimant, et le contact basculant.
Après avoir vérifié que l'horloge indique "zéro", actionnez le manipulateur. Le courant électrique de
l'électro-aimant est interrompu, l'horloge se met en marche dès l'instant où la bille commence à tomber.
A l'arrivée, cette dernière bascule le contact et arrête ainsi l'horloge. Lisez sur son cadran la durée t
d'une chute. Sans remettre l'horloge "à zéro", actionnez encore une fois le manipulateur, puis replacez
la bille en contact avec l'électroaimant. Faites basculer à nouveau le contact situé au bas de la chute,
puis recommencez les manipulations que l'on vient de décrire, et cela neuf fois.
Après les dix chutes, on lira, sur le cadran de l'horloge, la durée totale de ces dix chutes.
On recommence les mêmes manipulations pour d'autres distances verticales L variant de 50,0 [cm] à
10,0 [cm] par pas de 10,0 [cm].
Pour chacune de ces distances verticales L, mesurez la durée totale de dix chutes.
Présentation des résultats
Confectionnez un tableau contenant les colonnes L ; 10  t ; t ; t2.
Sur une feuille de papier millimétré que l'on vous donnera, tracez, après avoir choisi des échelles
convenables pour les axes, le graphique de L en fonction de t.
Sur une deuxième feuille de papier millimétré, tracez le graphique de L en fonction de t2.
A partir du premier graphique, déterminez la vitesse du corps en chute libre à deux instants choisis.
Comparez les valeurs trouvées avec celles obtenues avec
v g t
.
A partir de la pente du second graphique, déterminez la valeur de g.
Calculez, en %, l'erreur relative que vous avez commise. Elle correspond à l'écart relatif entre
votre valeur de g et sa valeur officielle à Genève.
Chute des corps page 2