tp_p07

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NOM : Prénom : Groupe :
Chap. P6
QUI TRAVAILLE ?
Date
TP P7
Objectifs : - Étudier les modifications de la valeur de la vitesse d’un solide glissant sur un plan incliné.
- Calculer le travail des forces agissant sur le solide.
I – SITUATIONS A RÉFLÉCHIR
Première situation : Document 19 page 103.
Réponds à la question posée : ____________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
Deuxième situation : Le dessin ci-contre.
- Quels sont les bonhommes qui travaillent à faire
avancer le wagonnet ? _______________________
_________________________________________
Quel est celui qui est le plus efficace ?___________
Pourquoi ? ________________________________
- Quel est celui qui s’épuise pour aucun effet ? _____
Pourquoi ? ________________________________
Troisième situation : Un mobile sur une table à coussin d’air.
- Un mobile sur coussin d’air (frottements négligeables) est lancé sur un plan horizontal ( CAS N°1 ) : Quelle est la
nature du mouvement de son centre d’inertie ? _______________________________________________________.
Fais l’inventaire des forces agissant sur le solide et représente-les.
- Le même mobile est sur un plan incliné ( CAS N°2 ) : Quelle est la nature du mouvement de son centre d’inertie ? ____
________________________________________________. Fais l’inventaire des forces agissant et les représenter.
- Dans les deux cas, une force effectue un travail nul. Laquelle et pourquoi ? _________________________________
____________________________________________________________________________________________.
- Pourquoi donc, l’autre force, effectue-t-elle un travail dans un cas mais pas dans l’autre ? _____________________
_____________________________________________________________________________________________
Information :
- Une force effectue un travail mécanique s’il y a déplacement de son point d’application.
- Dans le cas d’une force constante (direction, sens et intensité constants) et d’un déplacement rectiligne AB,
l’expression du travail mécanique est :
Corrige tes réponses en début de paragraphe.
A
B
F
F
en J
en N
en m
W AB = F . AB . cos 

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II – LAISSONS GLISSER LE MOBILE SUR LA TABLE A COUSSIN D’AIR... ET MESURONS !
Question préalable :
Lorsqu’on étudie un système sur un plan incliné, il est habituel de caractériser
l’inclinaison par l’angle  entre le plan et l’horizontale. Il est pratique de déterminer
cet angle à partir de deux mesures de longueurs : L ( une distance sur le plan ) et
H ( la variation d’altitude correspondante ).
Quelle relation existe-t-il entre L, H et  ?
Expérience :
- Tu disposes d’un enregistrement « chronoponctué » ( marquages de
positions sur un papier par un système d’étincelage… ) obtenu avec
un mobile sur coussin d’air lâché sur une table inclinée.
- Note les conditions dans lesquelles a été effectué l’enregistrement
dans le tableau ci-contre.
- Nomme les points enregistrés : M0, M1, …, Mn.
- Avec une règle graduée plate de qualité, mesure les distances
parcourues depuis le premier point et complète le tableau suivant.
Tableau de mesures :
Points
M0
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10
M11
M12
M13
M14
Distances M0Mi
0
Temps t
0
Vitesses V
(m/s)
Exploitation :
1) Détermine une valeur approchée de la vitesse instantanée pour chacune des positions et complète la dernière ligne
du tableau ci-dessous.
2) Pourquoi certaines cases de cette ligne sont-elles grisées ?
III – PERSPECTIVE : QUELLE RELATION EXISTE-T-IL ENTRE LE TRAVAIL D’UNE FORCE ET
LA VITESSE ACQUISE PAR LE MOBILE SOUMIS A CETTE FORCE ?
Questions préalables :
3) La seule force, agissant sur le mobile et effectuant un travail, répond-elle aux conditions évoquées au §I ?
4) Appelons  l’angle que fait la direction de cette force avec le plan incliné. Comment exprimer le travail effectué par
cette force ? Précise ce que vaut cos .
5) Complète la suite du tableau. Un tableur (comme REGRESSI ou EXCEL) pourra être utilisé avantageusement...
Travail W
(J)
Exploitation : Recherche d’une relation entre travail effectué et vitesse acquise.
6) Construis un graphe représentant l’évolution du travail en fonction de la vitesse. Commente.
7) Complète la dernière colonne du tableau en calculant les vitesses au carré, puis construis un graphe représentant
l’évolution du travail en fonction de la vitesse au carré. Quelle est la relation entre W et V2 ?
8) Compare les relations, obtenues avec des enregistrements différents exploités par d’autres groupes, pour des
masses et inclinaisons différentes. Que remarque-t-on ?
Conclusion : ( Complète )
Lorsqu’un solide glisse sans frottements sur un plan incliné, la seule force qui effectue un travail est son __________.
Ce travail a pour conséquence une augmentation de la _____________ du solide. C’est un transfert d’énergie sous
forme d’une énergie liée à la vitesse appelée énergie cinétique.
En supposant que tout le travail effectué a été transformé en énergie cinétique, propose pour celle-ci une expression en
fonction de la vitesse : Ec = _____________.
Temps entre deux
éclats
 =
Inclinaison
donc  =……….…….
L =
H =
Masse du mobile
m =
L
H