Labo plan horizontal exemple

Physique 584
Bernard Côté, Physique 584
Mouvement sur un plan horizontal
Objectif
Analyser mathématiquement et graphiquement le mouvement d’un mobile se déplaçant
librement sur un plan horizontal.
Matériel
Table et disque à coussin d’air, marqueur à étincelles, …
Protocole expérimental
Élaborez votre protocole : description de l’outillage, fonctionnement, …
Cueillette des données et analyse des résultats
• Noter une douzaine de positions du disque par rapport à une position initiale.
• Rapporter les données (mesures) sous forme de tableau : temps et position.
• À votre tableau, ajouter les résultats : variation de position, vitesse, variation de
vitesse et accélération.
• Évaluez la variation de position moyenne, la vitesse moyenne, la variation
de vitesse moyenne et l’accélération moyenne.
• Tracer le graphique x=f(t)
• Identifier 2 points dans la courbe x=f(t). Évaluez la pente de la courbe à
partir de ces deux points. Écrire les unités. Comparer cette pente à la
vitesse moyenne.
• Tracer le graphique v=f(t)
• À partir du graphique v=f(t), évaluer la pente. Comparer cette valeur à
l’accélération moyenne.
• À partir du graphique v=f(t), évaluer l’aire sous la courbe entre deux points.
Comparer le résultat obtenu avec le déplacement entre ces deux points.
• Tracer le graphique a=f(t)
• À partir du graphique a=f(t), évaluer l’aire sous la courbe entre deux points.
Comparer le résultat à la variation de vitesse entre ces deux points.
Analyse…
Conclusion…

Physique 584
Bernard Côté, Physique 584
Mouvement sur un plan horizontal
But
Analyser mathématiquement et graphiquement le mouvement d’un mobile se déplaçant librement
sur un plan horizontal.
Matériel
• Table et disque à coussin d’air
• Papier
• Règle (+ 0,05 x 10-2 m)
• Etc.
Protocole expérimental
Tableau de cueillette des résultats
Étude du mouvement sur un plan incliné
t
(0,02 s)
(+ 0,001s)
x
( m)
(+ 0,0005 m)
∆s
(m)
(+ 0,001 m)
v
(m/s)
(+ 0,03 m/s)
∆v
(m/s)
(+ m/s)
a
(m/s2)
(+ m/s2)
0
-
-
-
-
1
-
-
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Moyenne
---------------
Légende :
t
Temps
∆s
Déplacement
∆v
Variation de vitesse
s
Position
v
Vitesse moyenne
a
Accélération
Résultats supplémentaires
1) Graphique s = f(t)
• Pente entre les points x et y : z m/s
Vitesse moyenne : z m/s
Différence de 2%

Physique 584
Bernard Côté, Physique 584
2) Graphique v = f(t)
• Pente entre les points x et y : z m/s2
Accélération moyenne : z m/s2
Différence de 2%
• Aire sous la courbe entre les points x et y : Z m
Déplacement entre les points x et y : Z m
Différence de 2%
3) Graphique a = f(t)
• Aire sous la courbe entre les points x et y : Z m/s
Variation de vitesse entre les points x et y : Z m/s
Différence de 2%
Exemples de calcul
1) Déplacement (∆x)
∆x2 = x2 – x1
∆x2 = 0,0220m – 0,0175m
∆x2 = 0,0045m
2) Vitesse moyenne (vmoyenne)
v2=Δx2
Δt
€
v2=0,0220m
0,04 s
v2 = 0,55 m/s
3) Variation de vitesse (∆v)
4) Accélération moyenne (a)
5) Moyenne
Moyenne de vitesse
moyenne =vitesse
∑
n
Moyenne de
€
vmoyenne =(0,55m/s+0,56m/s+...+0,55m/s)
11
Moyenne de vmoyenne= 0,55m/s
6) Pente
7) Aire sous la courbe de v=f(t) ou a=f(t)
8) Différence (%)
9) Incertitude

Physique 584
Bernard Côté, Physique 584
Analyse
Tableau des données et des résultats
On constate à partir du tableau des données et des résultats que la position augmente
proportionnellement au temps. Donc, les déplacements entre deux points et la vitesse sont
constants tout le long du trajet. Les variations de vitesse et l’accélération sont nulles.
Graphiques
La position en fonction du temps
On voit sur ce graphique que la relation entre la position et le temps est proportionnelle.
C’est-à-dire que la position augmente au même rythme que le temps. On observe donc une droite
sur notre graphique. La pente d’une droite reliant les points 2 et 10 est de 0,887 m/s. On
remarque que cette valeur est assez proche de la vitesse moyenne dans le tableau (0,987 m/s).
La formule pour calculer la pente est
a=Δy
Δx
, dans notre cas, la pente correspond à la vitesse
moyenne, Δy = Δx et Δx = Δt.
On peut donc déduire la formule suivante :
vmoyenne =Δx
Δt
La vitesse en fonction du temps
2 paragraphes
L’accélération en fonction du temps
1 paragraphes

Physique 584
Bernard Côté, Physique 584
Conclusion
Nous avons atteint le but qui était d’analyser mathématiquement et graphiquement le mouvement
d’un mobile se déplaçant librement sur un plan horizontal.
Retour sur hypothèse.
Dans ce mouvement, la position augmentait proportionnellement au temps, la vitesse était
constante et l’accélération était nulle.
Le graphique x = f(t) nous montre que la pente de la droite (0,233 m/s) nous donne la vitesse
moyenne (0,2 m/s). Lorsque je compare ces deux valeurs, j’obtiens une différence de 3%. Cette
valeur est à l’intérieur de normes de laboratoire, soit < + 5%.
On peut donc dire que
vmoyenne =Δx
Δt
2ième graph (2 paragraphes, 2 formules)
3ième graph (1 paragraphe, 1 formule)
Les causes d’erreur
• Friction entre le disque et la table à coussin d’air
• Étincelles non-perpendiculaires au papier, ce qui donne un tracé un peu courbe
• La rotation du disque réduit la vitesse