Aide - Learn Alberta

Aide – Bloc sur ressorts
L’applet Bloc sur ressorts simule les forces qui s’exercent sur un bloc qui
se déplace verticalement. Le bloc est soutenu par des ressorts qui, à leur
tour, reposent sur une plate-forme. La plate-forme peut se déplacer vers le
haut ou vers le bas.
1. Boutons de commande de base
Il y a trois boutons de commande de base :
Mise en marche/Pause. Ce bouton permet de faire démarrer le
mouvement.
Lorsque tu cliques sur Mise en marche, il bascule au bouton Pause
.
Clique sur ce dernier si tu veux avoir un « instantané » du mouvement à
un moment particulier. Pour reprendre le mouvement, clique de nouveau
sur Mise en marche.
Recommencer. Ce bouton te permet de ramener le bloc et la table au
centre de la fenêtre de l’applet en gardant l’accélération et la vitesse
vectorielle initiale que tu as établies au début de la simulation. Pour
relancer le mouvement, clique sur Mise en marche.
Tu ne peux ajuster la position du bloc et de la table, ainsi que la vitesse
vectorielle, qu’après avoir cliqué sur RECOMMENCER ou
RÉINITIALISER. Cependant, tu peux ajuster l’accélération durant le
mouvement.
Réinitialiser. Ce bouton permet de ramener l’applet à son réglage par
défaut.
Tu ne peux ajuster la position du bloc et de la table, ainsi que la vitesse
vectorielle, qu’après avoir cliqué sur RÉPÉTER ou RÉINITIALISER.
Cependant, tu peux ajuster l’accélération durant le mouvement.
2. Repères de référence
En sélectionnant l’un des deux boutons, tu peux choisir :


soit un repère de laboratoire dans lequel l’arrière-fond demeure au
repos et le système consiste en une table, des ressorts et un bloc
en mouvement;
soit un repère objet dans lequel le système demeure au repos et
l’arrière-fond du repère de laboratoire est en mouvement.
Le repère de laboratoire est un repère d’inertie et le repère objet, un
repère en mouvement (si l’accélération n’est pas nulle).
Dans le repère objet en mouvement, il existe une force fictive en plus des
deux forces réelles (normale et gravitationnelle) qui sont présentes de la
même façon dans les deux repères. Cette force fictive est affichée sous la
forme d’un vecteur noir dans le schéma d’équilibre quand tu es dans le
repère objet. En outre, dans ce repère objet, le vecteur accélération
affiché par l’applet n’est pas l’accélération du bloc dans ce repère, laquelle
est nulle, mais l’accélération a du repère objet relatif au repère de
laboratoire.
3. Barre de réglage de l’accélération
Si tu es dans le repère de laboratoire, cette barre de défilement te permet
de choisir la composante y de l’accélération a du système (table-ressortsbloc) par rapport à ce repère. Si tu as sélectionné le repère objet,
l’accélération fixée au moyen de la barre de défilement est la composante
y de l’accélération a du repère objet par rapport au repère de laboratoire.
L’axe des ordonnées (y) pointe vers le haut, comme l’indique la fenêtre de
l’applet qui se trouve à droite. L’accélération peut varier de -4,0 m/s2 à
4,0 m/s2.
Tu peux procéder à un réglage fin de la barre de défilement de
l’accélération par intervalle de 0,01 m/s2 en cliquant sur la rainure de la
barre à gauche ou à droite du curseur ou en cliquant sur les flèches
situées à gauche ou à droite. Essaie-le. Pour que les flèches soient
activées, tu dois d’abord cliquer sur la barre de défilement.
4. Barre de réglage de la vitesse vectorielle
Cette barre de défilement te permet de choisir la composante y de la
vitesse vectorielle initiale :


du système par rapport au repère de laboratoire, si ce dernier est
sélectionné;
du repère objet par rapport au repère de laboratoire, si le repère
objet est sélectionné.
La vitesse vectorielle initiale peut varier de -20 m/s à 20 m/s, le signe
étant déterminé par rapport à un axe des ordonnées (y) pointant vers le
haut. Durant le mouvement, le curseur de la barre de défilement indique la
valeur instantanée de la vitesse vectorielle.
5. Vecteur accélération
Si tu cliques sur le point orange, tu peux le faire glisser sur le
vecteur accélération qui pointe vers le haut ou vers le bas. La
création de ce vecteur en le faisant glisser est un autre moyen de
régler l’accélération (voir le point 3). Tu peux ajuster le vecteur
durant le mouvement, tout comme la barre de défilement de l’accélération.
6. Schéma d’équilibre du bloc
Si tu sélectionnes le repère de laboratoire, le schéma d’équilibre du bloc
montre les deux forces (réelles) qui s’exercent sur le bloc, c’est-à-dire la
force gravitationnelle de grandeur W exercée par la terre sur le bloc et la
force normale de grandeur N exercée par les ressorts sur le bloc. La force
gravitationnelle reste la même, quel que soit le réglage du système, tandis
que la force normale dépend de l’accélération du bloc, mais non de sa
vitesse vectorielle.
Si tu sélectionnes le repère objet, le schéma d’équilibre montre la force
fictive (en noir) qui existe dans ce repère en mouvement, en plus des
deux mêmes forces réelles du repère de laboratoire. La somme vectorielle
de ces trois forces, y compris la force fictive, est égale à zéro, parce que
l’accélération a' du système par rapport au repère objet est également
nulle.
7. Le système
Tu peux faire glisser le système, constitué de la table, des ressorts et du
bloc, vers le haut ou vers le bas, au début de la simulation ou au moment
de la réinitialisation ou de la répétition, en cliquant dessus avec la souris
et en l’entraînant. Cela te permet d’ajuster la position initiale comme il
convient.