VARIATION DE L`ENERGIE CINETIQUE ET ENERGIE

TP de Physique n°8
VARIATION DE L’ENERGIE CINETIQUE
ET ENERGIE POTENTIELLE
Objectifs : Utiliser la variation de l’énergie cinétique pour déterminer la valeur de la résultante des forces de frottement
s’exerçant sur un solide en translation sur un plan incliné.
I- DISPOSITIF UTILISE :
On dispose d’un banc soufflant que l’on peut incliner d’un angle  par rapport à l’horizontale.
Un chariot de masse m = 135g glisse sur ce banc.
On fixe le dispositif utilisé au TP précédent (TP chute de la bille) avec les 4 capteurs double faisceau au dessus
du banc, afin de mesurer les vitesse instantanées du mobile au cours de son mouvement.
Le banc soufflant est relié à une soufflerie que l’on peut mettre en route ou non.
Interface
ESAO
Ordinateur
Départ
Capteur 1
Z (m)
X=0
Capteur 2
rail
Capteur 3
H = 65 cm 
Chariot
Capteur 4

Z=0
D = 138,5 cm 
- Déterminer l’angle  : …………...
II- EXPLOITATION:
1er cas : Sans soufflerie :
1) Quelle est la nature du mouvement ?………..
2) Recenser et représenter les forces exercées sur le chariot. Bilan des forces :
3) Déterminer les expressions du travail des différentes forces.
W( P ) =………..
W( RN ) =………..
W( f ) =………..
4) Exprimer la variation de l’énergie cinétique.
Ec = ………….
5) En déduire l’expression littérale reliant la vitesse à la résultante des forces de frottement.
V = …….
X (m )
6) Quelle courbe doit-on tracer pour déterminer f ? ……..
…..
7) Tracer cette courbe.
8) Quelle est la forme de cette courbe ? …….
9)Déterminer l’équation de cette courbe. …………
10) Calculer la valeur de f : ……………
…..
2ème cas : Avec soufflerie :
1) Quelle est la nature du mouvement ?………….
2) Recenser et représenter les forces exercées sur le chariot. Bilan des forces :
3) Déterminer les expressions du travail des différentes forces.
W( P ) =………..
W( RN ) =………..
4) Exprimer la variation de l’énergie cinétique.
Ec = ………….
5) En déduire l’expression littérale de la vitesse.
V = …….
6) Pour les plus rapides … La soufflerie permet-elle de supprimer tous les frottements ?
Comment le montrer ? Commenter.
III – ETUDE ENERGETIQUE :
On veut étudier l’évolution de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle et de la somme des 2, en fonction de
la distance parcourue x.
1- a) Donner l’expression de Ec en fonction de v : Ec = …...
b) On admet que l’expression de z en fonction de x est : z = (0,80 – x ) .sin .
Donner l’expression de Ep en fonction de x. Ep = ……
2- Créer les nouvelles variables : Ec, Ep et Ec + Ep.
3- Tracer sur le même graphe Ec, Ep et Ec+ Ep , en fonction de x, dans les 2 cas.
1er cas : Sans soufflerie :
2ème cas : Avec soufflerie :
E(J)
0
E(J)
x(m)
Qu’en concluez-vous sur les variations de :
- Ec ?
0
- Ec ?
- Ep ?
- Ep ?
- Ec+Ep ?
- Ec+Ep ?
x(m)