TP 01 Physique - TRAVAIL D`UNE FORCE

TP 01 Physique - TRAVAIL D’UNE FORCE
1. TRAVAIL D’UNE FORCE.
Utilisation de l’applet à l’adresse http://sites.univ-provence.fr/~laugierj/premiere/travail2.htm
1ère Manipulation: Evaluation du travail pour un angle constant.
Amener le point M sur le point A (AM = l = 0,00 m)
Amener le point C sur la droite (AB) (l’angle BMC vaut alors .....................................)
On deplace maintenant l’objet de A à B
Relever la valeur du travail W de la force F pour les différentes distances parcourues
1°) En déduire une grandeur dont dépend le travail
2nde Manipulation: Evaluation du travail pour une distance l = 2,5 m constante.
Augmenter la valeur de l’intensité F de la force telle que F = 125 N. On conserve l’angle BMC = 0°.
Relever la valeur du travail W de la force F. Reporter cette valeur dans le tableau.
Relever la valeur du travail W de la force F pour les différentes intensités du tableau toujours pour une même distance l = 2,5 m.
2°) En déduire une grandeur dont dépend le travail
3ème Manipulation: Evaluation du travail pour une distance l = 2,5 m constante et une intensité F = 100 N constante.
On donne à l’angle BMC la valeur 0°.
Relever la valeur du travail W de la force F au cours de ce déplacement
Relever la valeur du travail W de la force F pour les différentes valeurs d’angle BMC.
Moteur ou resistant ?
3°) En déduire une grandeur dont dépend le travail
4°)Le travail de la force est-il toujours de même signe ? Introduire les notions de travail moteur et résistant.
2. EN CONCLUSION
5°) A l’aide des observations précédentes, justifier parmi les formules données ci-dessous, le choix de la relation donnant le travail
d’une force constante lors d’un déplacement rectiligne
Lycée Michel de Montaigne - M. Brasseur - Année 2012/ 2013 - Tp Term ST2S
3. EXERCICES D’APPLICATION
EXERCICE 1.
Une automobile roule sur une route rectiligne horizontale. Les forces de frottement sont modélisées par un
vecteur F, de même direction que la direction de déplacement du véhicule MAIS de sens opposé. La valeur de F est F = 400 N.
1. Représenter la force exercée sur la roue avant, sur le schéma ci-contre. On prendra pour échelle 1 cm pour 100 N.
2. Calculer le travail de la force sur un parcours de 100 km. Commenter le signe du travail.
EXERCICE 2.
Une locomotive exerce une force de traction de 50 kN sur un wagonnet. Le trajet de 200 m est supposé rectiligne.
1. Représenter la force sur le schéma ci-contre. On prendra pour échelle 1 cm pour 20 kN.
2. Calculer le travail de la force sur le trajet.
EXERCICE 3.
Un esquimau tire un traîneau sur un sol horizontal enneigé, à l’aide d’une corde passant par-dessus son épaule et
sur laquelle il exerce un force constante de 80 N. Cette force est dans la direction de la corde et fait avec le sol un angle de 20°.
1. Représenter la force sur le schéma ci-contre au niveau de la fixation de la corde sur le traîneau. Pour échelle 1 cm pour 40 N.
2. Calculer le travail de la force sur le trajet de 2,5 km.
4. EVALUER LE TRAVAIL DU POIDS
Evaluer le travail du poids P pour aller du point B au point A sur les trois trajets différents:
20 m
g = 9,8 ms-2
6)° Le travail du poids dépend-il du chemin suivi ?
7°) Vérifier que le travail du poids peut se calculer par la relation W = m x g x h
8°) Que vaudrait le travail du poids pour une bille allant de A vers B ?
5. EXERCICES D’APPLICATION
EXERCICE 4.
Pour tous les exercices on prendra g = 9,8 m/s².
Une pomme de masse m = 200 g tombe d’une branche située à 2,0 m au-dessus du sol
Calculer le travail du poids de la pomme lors de sa chute.
EXERCICE 5.
Un enfant lance son ballon (de masse m = 500 g) vers le haut. Il s’élève de 5,0 m au-dessus du sol.
1. Calculer le travail du poids du ballon lors de son ascension.
2. Calculer le travail du poids du ballon lors de sa descente vers le sol.
3. Calculer le travail du poids du ballon lors de l’ensemble ascension-descente.
EXERCICE 6.
Lors d’un shoot au basket-ball, le ballon part d’une hauteur de 2,40 m au-dessus du sol et pénètre dans le cercle
situé à 3,05 m au-dessus du sol.
1. Calculer le travail du poids du ballon (de masse m = 850 g) lors de ce deplacement.
2. Ce travail dépend-il de la forme de la trajectoire suivie par le ballon ?
3. Ce travail est-il le même si le ballon frappe le panneau avant de pénétrer dans le cercle ?
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