SUIVI TEMPOREL D`UNE TRANSFORMATION CHIMIQUE PAR

Chapitre : La cinématique TP N°…
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ETUDE D’UN MOUVEMENT CIRCULAIRE
Objectifs bac : Pratiquer une démarche expérimentale pour :
-déterminer et tracer un vecteur vitesse instantanée
-déterminer et tracer un vecteur accélération.
-déterminer et tracer le vecteur quantité de mouvement
-Identifier la nature d’un mouvement.
Contexte du sujet:
Lors de l’étude du mouvement d’un mobile autoporteur, un physicien a enregistré les positions occupées par le centre d’inertie
de ce mobile à différents instants. Lors de cette séance, on vous demande d’exploiter l’enregistrement réalisé en traçant à des
instants donnés les vecteurs cités dans les objectifs.
DOCUMENTS MIS A DISPOSITION DU CANDIDAT
Document n°1 : Description et schéma du dispositif expérimental
Le physicien a accroché un mobile de masse m = 700 g à un axe fixe à l’aide d’une ficelle. Le dispositif expérimental utilisé
est schématisé ci-dessous.
Après avoir donné une légère impulsion, il a enregistré les positions du point A’. (Voir enregistrement fourni en annexe)
TRAVAIL A EFFECTUER
I/ Etude du vecteur vitesse instantanée du point A’ aux instants t4 et t6
1.Mise en œuvre d’un protocole (Compétence : S’approprier) (durée : 15 min)
A l’aide de l’enregistrement et de vos connaissances, déterminer dans un premier temps les normes des vecteurs vitesses
instantanées
4
v
et
6
v
puis représenter ces deux vecteurs.
Données :
-Les valeurs des normes seront écrits avec deux chiffres significatifs
-Pour représenter les vecteurs, on choisira comme échelle : 1cm pour 0,1 m.s-1
Appeler le professeur pour vérifier vos tracés (Appel n°1)
2. Exploitation des résultats obtenus (Compétence : Valider) (5 min conseillées)
-Le vecteur vitesse du point A’ est-il constant ? (Justifier votre réponse).
-Déterminer la nature du mouvement de A’ (Justifier)
II/ Etude du vecteur accélération à l’instant t5
Trajectoire du point A’
Mobile autoporteur
Axe de rotation
O
T
)(
'tvA
fil
Schéma

Chapitre : La cinématique TP N°…
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1. Elaborer un protocole expérimental pour représenter un vecteur accélération (compétence : Réaliser) (durée
conseillée : 20 min)
A l’aide des résultats du paragraphe précédent et de vos connaissances, proposer un protocole expérimental pour représenter le
vecteur accélération
)(
5ta
Appeler le professeur pour vérifier le protocole (Appel n°2)
2. Mise en œuvre du protocole proposé (Compétence : Réaliser) (5 min conseillées)
Réaliser alors le protocole proposé.
Données : On choisira comme échelle : 1cm pour 0,5 m.s2
Appeler le professeur pour vérifier votre tracé (Appel n°3)
3. Exploitation des résultats obtenus (Compétence : Valider) (10 min conseillées)
-Que peut-on dire de ce vecteur ?
Lors d’un mouvement circulaire, le vecteur accélération a pour expression dans la base de Frenet
n
R
v
ta  ² )( 
avec R la
distance entre l’axe de rotation et le point étudié.
-En utilisant cette expression, déterminer la norme de ce vecteur à l’instant t5.
-Retrouve-t-on la valeur déterminée expérimentalement ?
III/ Etude du vecteur quantité de mouvement
1.Mise en œuvre d’un protocole (Compétence : S’approprier) (durée : 10 min)
A l’aide de l’enregistrement et des résultats du paragraphe I, déterminer la norme du vecteur quantité de mouvement à l’instant
t4. Représenter alors ce vecteur.
Données : Echelle : 1 cm pour 0,1 kg.m.s-1
Enregistrement (durée entre deux éclairs τ = 60 ms)
)( 2 tvA
)( 9 tvA