1 – Déterminer d’après l’enregistrement quels sont les points correspondant à chacune des trois parties du mouvement du mobile. Préciser à chaque fois la nature du mouvement et indiquer si le vecteur vitesse du mobile est constant. 2 – Représenter les vecteurs vitesses aux points G2 et G6 . G1G3 = 2.10-2 m G5G7 = 2.10-2 m 3 – Déterminer la vitesse angulaire ω du point G pendant la première partie du mouvement. 4 – Dans la première partie du mouvement, le mobile a un mouvement de rotation. Que peut-on dire de la trajectoire d’un point A se trouvant à la périphérie du mobile ? 5 – On réalise à nouveau l’expérience en enregistrant cette fois les positions successives des points G et A. On obtient l’enregistrement suivant (après la brûlure du fil) : D’après cet enregistrement, déterminer si le mobile a un mouvement de translation ou pas. 6 – a - Décrire et représenter sur un schéma les forces qui s’exercent sur le mobile après la rupture du fil. b – De la même façon, décrire et représenter les forces qui s’exercent sur le mobile après qu’on ait coupé la soufflerie (suppression du coussin d’air). II. Corrigé 1 – Entre les points G0 et G6, les distances mesurées entre deux points successifs, enregistrés à intervalles de temps égaux, sont égales. Le mouvement est donc circulaire uniforme de centre O. le vecteur vitesse a une valeur constante mais change de direction au cours du mouvement. - Entre les points G6 et G8, les distances entre les points sont toujours constantes, mais le mouvement se fait maintenant selon une seule direction. C’est un mouvement rectiligne uniforme. Le vecteur vitesse est ici constant. Entre les points G8 et G12, le mouvement reste rectiligne, mais les points se rapprochent. Ce qui signifie que le mobile parcourt des distances de plus en plus petites pendant des durées égales. Le mouvement est donc rectiligne ralenti (ou retardé). Le vecteur vitesse n’est pas constant (sa valeur diminue). 2 – Au point G2 : on mesure la longueur de G1G3 : G1G3 = 2.10-2 m sur le document, donc G1G3 = 2.10-2 x 10 = 0,2 m (échelle 1 / 10e) en réalité. G1G3 0,2 = = 2,5 m.s-1 2x40.10-3 2x40.10-3 v2 = - Au point G6 : G5G7 = 2.10-2 x 10 = 0,2 m.s-1 G5G7 0,2 = = 2,5 m.s-1 v6 = 2x40.10-3 2x40.10-3 Pour représenter les vecteurs, on sait que le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire et on utilise l’échelle proposée. 3 – La première partie du mouvement est un mouvement circulaire 2,5 v v = 10 rad.s-1. uniforme : ω = = 2 = R R 25.10-2 4 – Le mobile a un mouvement de rotation. Chacun de ses points a donc une trajectoire circulaire autour du même axe passant par O. 5 – Lorsqu’un mobile a un mouvement de translation, tout segment reliant deux point du mobile reste parallèle à lui-même au cours du mouvement. Or, ici, on constate que ce n’est pas le cas pour le segment [GA]. Le mobile n’est pas en translation. Il a un mouvement complexe (translation + rotation). 6 – a – Juste après la rupture du fil, la soufflerie annule les forces de frottement. Le mobile n’est donc soumis qu’à son poids P et à la réaction du support R . → → b – Lorsque la soufflerie est coupée, les forces de frottement freinent le mobile. La réaction du support peut être décomposée selon une composante normale N au mouvement et une composante tangentielle T qui qui s’oppose au mouvement. → → MemoPage.com SA © / 2006 / Auteur : Emmanuel Parras 1 cm pour 1m.s-1 Echelle pour les vecteurs vitesses : Un mobile sur coussin d’air est relié à un point O par un fil dont la longueur est fixe et égale à 25 cm. Le mobile est lancé sur une table traçante horizontale. Les positions successives du centre de gravité G du mobile sont enregistrées à intervalles de temps égaux à 40ms. Le mouvement s’effectue en trois parties. D’abord, le mobile se déplace retenu par le fil tendu, puis le fil est brûlé et le mobile libéré. Enfin, on supprime le coussin d’air sur lequel se déplace le mobile. On obtient l’enregistrement suivant (échelle 1/10ème ) I. Enoncé Mécanique – Exercice (1)