correction

Le but de cet exercice est de vérifier la
2ème loi de Newton:
 F = m.a
ext
G
A Luttringer
2.1. Bilan des forces appliquées au palet en équilibre
Le système (palet ) est soumis à :
•
•
P
Son poids
– Vertical
– Vers le bas
– Appliqué en G
R
A

G
R
La réaction
de la table : elle
est perpendiculaire au support
car il n’y a pas de frottements
le système est en équilibre, donc :
P
P+R=0
2.2. Bilan des forces appliquées au palet en mouvement
•
En plus des 2 forces précédentes,
le palet est soumis à la force de
rappel
du ressort.
F
Elle est :.
– horizontale
– Dirigée de G vers A
– Norme : F = k(AG-l0 -R )
Avec:
lo : longueur initiale du ressort
R : rayon du palet
R
A
G

l0
R
O
A
P
l
R
G

F
P
2.3. Si le référentiel est galiléen, on peut appliquer la seconde loi de
Newton
2.4. P + R + F = m.a
Mais,
G
P+R=0
Donc :
F = m.a
G
3.1.a Vecteurs vitesse en G2 et G4
v2 
G 1G 3
2

0, 042
2  0, 040
 0,52m.s
1
v2
v4 
G 3G 5
2

0, 028
2  0, 040
 0,35m.s
1
v4
3.1.b Détermination du vecteur accélération en G3
a3 
v4  v2
2
v2
v4
3.1.b Tracé du vecteur accélération en G3
 v 
v  v 
On trace le vecteur
puis le vecteur
4
2
2
v2
Ce vecteur mesure 2,1 cm
v2
Donc:
a3 
v4  v2
2
a3

2,1 0,1
 2,6 m.s 2
2  0,040
v4
3.1 Vérification de la 2nde loi de Newton au point G3
1.b.
Calculer : ( m 
a3
)
m  a 3  0,610  2,6 1,6 N
3.1.c Direction deG la force en G3
3
La direction de la
force F3 est la
droite G3A
Elle est
pratiquement
confondue avec
la direction de
a3
a3
3.1.c Valeur de la force en G3
F3
= k(AG -l0 -R)
3
Or AG3 = 23,9 cm
F3  14,53  (23,9  9,9  5,0) 102
F3  1,3N
m  a 3  1,6 N
L’écart entre les 2 valeurs est dû aux
erreurs graphiques ( tracés imprécis,
erreurs de parallélisme…)
On recommence aux
points G8 et G10
G3
G8
G10
a3
a8
a10
On voit que les directions
des vecteurs accélérations
et des vecteurs forces
sont confondues
3 Comparaison
a en m.s 2
ma (N)
1,3
2,6
1,6
1,5
2,6
1,6
1,2
2,0
1,2
F en N
G3
G8
G10
Aux erreurs de tracé près on constate :
Que les vecteurs F et a
Que
F m a
ont même direction