2. Cadre théorique - Cégep du Vieux Montréal

Cégep du Vieux Montréal
Cours : Mécanique 203-NYA-05
groupe :
RAPPORT DE LABORATOIRE N O 3
Application de la 2e loi de Newton
Fait par :
Remis à : Emmanuelle Goulet
Date de l’expérience:
Date de remise du rapport :
1.
But de l’expérience
Analyser le système mécanique de deux corps en mouvement et déterminer
l’accélération de celui-ci. (À reformuler pour votre rapport, en incluant le moyen.)
2.
Cadre théorique
Démontrer le calcul théorique de l’accélération du chariot pour un angle d’inclinaison
 quelconque. Pour cela, utiliser la méthode complète de résolution de problèmes
(schéma de la situation, système d’axes, diagramme des forces sur chacun des corps,
etc.) et donner l’équation analytique de l'accélération théorique (a théo) en fonction de
m, M et .
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3.
Mesures, calculs et résultats
m=
M=
0,06074 kg
 =
0,13421 kg
21,5°
Tableau des données brutes et calculées de la position et de la vitesse du
chariot sur un plan incliné
Point
t logiciel
s
t1
s
x
m
± 0,001
x
m
±
Points
t2
s
v
m/s
incertitude
sur v
m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
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24
25
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28
29
30
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33
34
35
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38
39
40
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Calcul de t2
Calcul de v
Calcul de l’incertitude relative sur v
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Graphique de la position en fonction du temps
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Graphique de la vitesse en fonction du temps
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Calcul de aexp ± aexp
À partir du graphique de la vitesse en fonction du temps, tracer la droite qui passe le mieux
par l’ensemble des points expérimentaux puis, à l’aide de cette droite, calculer la valeur de
l’accélération expérimentale (aexp).
Pour calculer l’incertitude sur la valeur de aexp , calculer aexp min et aexp max en traçant les
droites qui passent par les valeurs extrêmes des points expérimentaux. Utiliser ensuite la
méthode des extrêmes.
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Calcul de athéo ± athéo
À partir de vos valeurs expérimentales de m, M, et
théorique (athéo) de la situation.
, calculer la valeur de l’accélération
La valeur de athéo n’est pas tout à fait une valeur théorique. Bien que l’expression provienne
d’une analyse théorique, le calcul numérique est basé sur des valeurs mesurées (m, M et ).
Ces valeurs ne sont pas connues avec une précision infinie; nous ne pouvons connaître leur
valeur exacte. Cependant, il nous est possible de trouver le domaine à l’intérieur duquel se
trouve chacune des vraies valeurs. Utiliser la méthode des extrêmes pour calculer l’incertitude
absolue sur athéo sachant que :
g  9,80 m/s 2 ;
m
M
 1,0 % ;
 1,0 % ;   1
m
M
et en utilisant l’équation analytique démontrée dans la partie « cadre théorique ».
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Analyse
A1- Selon la forme de la courbe de la position en fonction du temps, de quel type de
mouvement s’agit-il ? Commenter.
A2- La courbe de la vitesse en fonction du temps confirme-t-elle votre réponse précédente
? Commenter.
A3- Au moyen de leurs domaines d’incertitude, comparer les valeurs de l’accélération
théorique et l’accélération expérimentale obtenues. (Domaines d’incertitude)
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Discussion
D1- À quoi peut être dû l'écart entre aexp et athéo
D2- Si on ajoute du frottement cinétique au calcul théorique, quel coefficient de frottement
cinétique faudrait-il avoir pour que athéo soit égal à aexp ?
D3- Si la masse du chariot était nulle, quelle serait alors l’équation théorique de l’accélération
de m ? À partir de cette analyse, la valeur d’accélération expérimentale obtenue dans
ce laboratoire est-elle logique ?
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