TP mouvement dans un champ de pesanteur

TP PH 9 Mouvement d’un projectile
Objectifs :
Etudier le mouvement d’une balle en chute libre.
Comparer les résultats expérimentaux aux modèles théoriques.
1) Protocole expérimental.
On considère le lancer d’une boule de pétanque avec une vitesse initiale v0 formant un angle
α
≠ O° avec l’axe horizontal Ox. (On néglige la poussée d’Archimède et la résistance de l’air : on
est alors en présence d’un mouvement de chute libre).
Avec le logiciel Dynamic, ouvrir un fichier en sélectionnant « pétanq1 »
a) Définir l’échelle et les axes. ( 2m pour la règle et choisir y vers le haut )
b) Passer les premières images.
c) Pointer les différentes positions successives du centre d’inertie G de la boule à partir de
l’instant où la boule quitte la main.
Exporter ces données sur Regressi
d) Faire calculer au logiciel les valeurs des vitesses et des accélérations. Que remarque-ton ?
Faire afficher au logiciel l’accélération en fonction du temps ( selon les deux axes : ax et ay )
Que remarque-t-on en ce qui concerne l’accélération ?
e) Faire représenter au logiciel les graphiques vx(t) et vy(t). (« résultats », « variations en
fonction du temps »). Noter l’allure de ces graphiques dans votre compte-rendu.
2) Travail sur l’équation cartésienne
a) Tracer la courbe y1 = f (x1) et la modéliser.
b) Montrer que la valeur de la vitesse initiale v0 a pour valeur v0 =
v12x + v12y ,v1x et v1y
correspondant aux composantes de la vitesse pour le premier pointage. Calculer v0.
v1 y
c) Montrer que α0 = arctan(
) au premier pointage.
v1x
d) Comparer l’équation de la trajectoire obtenue par modélisation avec l’équation théorique :
− g .x 2
y=
+ tan(α ).x
2
2.v0 . cos 2 (α )
e) Identifier les coordonnées de la flèche et de la portée. Comparer avec les valeurs
théoriques.
v02 sin(2α )
OP
( Portée : OP =
Flèche : La valeur maximale de y est obtenue pour x =
).
g
2
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TP PH 9 Mouvement d’un projectile
Objectifs :
Etudier le mouvement d’une balle en chute libre.
Comparer les résultats expérimentaux aux modèles théoriques.
1) Protocole expérimental.
On considère le lancer d’une boule de pétanque avec une vitesse initiale v0 formant un angle
α
≠ O° avec l’axe horizontal Ox. (On néglige la poussée d’Archimède et la résistance de l’air : on
est alors en présence d’un mouvement de chute libre).
Avec le logiciel Dynamic, ouvrir un fichier en sélectionnant « pétanq1 »
f) Définir l’échelle et les axes. ( 2m pour la règle et choisir y vers le haut )
g) Passer les premières images.
h) Pointer les différentes positions successives du centre d’inertie G de la boule à partir de
l’instant où la boule quitte la main.
Exporter ces données sur Regressi
i) Faire calculer au logiciel les valeurs des vitesses et des accélérations. Que remarque-ton ?
Faire afficher au logiciel l’accélération en fonction du temps ( selon les deux axes : ax et ay )
Que remarque-t-on en ce qui concerne l’accélération ?
j) Faire représenter au logiciel les graphiques vx(t) et vy(t). (« résultats », « variations en
fonction du temps »). Noter l’allure de ces graphiques dans votre compte-rendu.
2) Travail sur l’équation cartésienne
f) Tracer la courbe y1 = f (x1) et la modéliser.
g) Montrer que la valeur de la vitesse initiale v0 a pour valeur v0 =
v12x + v12y ,v1x et v1y
correspondant aux composantes de la vitesse pour le premier pointage. Calculer v0.
v1 y
h) Montrer que α0 = arctan(
) au premier pointage.
v1x
i) Comparer l’équation de la trajectoire obtenue par modélisation avec l’équation théorique :
− g .x 2
y=
+ tan(α ).x
2
2.v0 . cos 2 (α )
j) Identifier les coordonnées de la flèche et de la portée. Comparer avec les valeurs
théoriques.
v02 sin(2α )
OP
( Portée : OP =
Flèche : La valeur maximale de y est obtenue pour x =
).
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y (m)
10 m/s^2
5 m/s
1.5
1
0.5
0
-0.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
x (m)
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