Activite_PFD_TSTI2D

Transport : Mise en mouvement
ACTIVITE N°1 :
ETUDE SANS FROTTEMENT
1.) Dispositif expérimental :
Un mobile de masse M placée sur un banc à coussin d’air est entrainée en mouvement par une autre masse m.
http://www.walter-fendt.de/ph14f/n2law_f.htm
M = 58 g et m = 5 g
2.) Questions:
a.) Faire le bilan des forces s’exerçant sur le mobile de masse M (les forces de frottements sont négligeables).
b.) A quoi est égale la somme vectorielle des forces appliquées sur le mobile ?
Remarque :
La valeur de la force F exercée par le fil dépend de la masse M du mobile autoporteur et de la masse m de la masse
marquée suspendue à l’extrémité du fil :
F
m. M
.g
mM
c.) Calculer F pour l’application réalisée.
3.) Relier la force à l’accélération.
a.)- Faire un enregistrement du mouvement de la masse M tout au long du parcours.
- Tracer sur Synchronie la courbe de la position s en fonction du temps puis celle de la vitesse v du mobile en
fonction du temps (en utilisant « Traitement » dérivée)
- En déduire l’accélération a de M (calcul de la pente de la courbe v (t), utilisation « Modélisation »)
b.)Que remarquez-vous ?
c.) Vérifie-t-on que F= M.a, a étant l’accélération moyenne du solide M sur le parcours ?
d.) Pour augmenter l’accélération du mobile de masse M dans ce dispositif expérimental, que doit-on faire ?
4.) Travail de la force F et énergie cinétique.
a.) En reprenant les valeurs réalisé au 3a, déterminer Ec l’énergie cinétique acquise par la masse M pour chaque
position N pointée tout au long du parcours.
b.) De même pour chaque position pointée, déterminer W F le travail de la force F de O à N la position pointée.
c.) Que remarquez-vous ? Que pouvez -vous conclure ?
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d’après document Académie de Nantes
Transport : Mise en mouvement
ACTIVITE N°2 :
ETUDE AVEC FROTTEMENT
1.) Dispositif expérimental :
Pour cette étude on cherche à se rapprocher de la réalité en étudiant le mouvement d’une voiture miniature de
masse M = 160 g, avec frottements (coefficient de frottement μ = 0,070). On conservera le même montage.
2.) Etude de ce nouveau dispositif
a.) Faire le bilan des forces s’exerçant sur la voiture de masse M (les forces de frottements ne sont plus
négligeables).
b.) A quoi est égale la somme vectorielle des forces appliquées sur le mobile ?
c.) La valeur de la force F exercée par le fil, répond à la même équation que dans l’activité 1. Calculer F pour
l’application réalisée. On prendra m = 40 g.
d.) A partir du dispositif expérimental, mettre en œuvre, une méthode permettant d’estimer les forces de
frottements Ff. Noter la valeur estimée de Ff.
e.) En utilisant la même démarche que dans l’activité 1, relier la somme vectorielle des forces appliquées au véhicule
et l’accélération
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d’après document Académie de Nantes