TP n°3 de Physique : ETUDE DE MOUVEMENTS - seulin

TP n°3 de Physique : ETUDE DE MOUVEMENTS ET MESURES DE
VITESSES ANGULAIRES
Objectifs : - Sur les enregistrements d’un mobile autoporteur, construire les vecteurs vitesse à
différents instants .
- Enregistrer le mouvement d’un mobile autoporteur en rotation autour d’un axe fixe.
- Mesurer sa vitesse angulaire à différents instants.
I.Etude de mouvements
1.Expérience
On abandonne un mobile autoporteur sur une table non inclinée dans un premier temps puis inclinée d’un angle dans
un deuxième temps.
Dans un troisième temps, le mobile autoporteur est assujetti, grâce à un fil inextensible, à tourner autour d’un plot fixe
posé sur la feuille de papier utilisée pour l’enregistrement, la table étant horizontale, on lance le mobile et on
enregistre le mouvement du centre du mobile.
Les positions du mobile sont repérées toutes les 40ms.
2.Exploitation des résultats sur chaque document :
a) Noter A0 , A1, A2, A3, etc…….. les positions successives enregistrées.
b) Donner les caractéristiques des vecteurs vitesses aux points A1 et A6 , après avoir précisé le référentiel utilisé .
c) Représenter les vecteurs vitesse en ces points avec les échelles suivantes :
Documents 1 et 2 : 1.5 cm pour 10 cm.s-1 ; Document 3 : 1,0 cm pour 10 cm.s -1
Remarque : sur une trajectoire curviligne, la direction de la tangente en un point M2 par exemple, est (avec une
bonne approximation), parallèle au segment M1M3.
d) ●Qualifier la trajectoire décrite .
●Les points enregistrés sont- ils équidistants ?
●Conclure en qualifiant le mouvement considéré.
II. Mesures de vitesses angulaires
1.Expérience
Le mobile autoporteur est assujetti, grâce à un fil inextensible, à tourner autour d’un plot fixe posé sur la feuille de
papier utilisée pour l’enregistrement.
La table étant horizontale, lancer le mobile et enregistrer le mouvement de son centre A.
La durée entre deux étincelles est choisie égale à 60 ms et on enregistre une vingtaine de positions du point A.
2.Exploitation des résultats
a) Noter sur le document obtenu, A0, A1, A2, etc, (jusqu’à A15), les positions successives enregistrées du point A., puis
déterminer, par une construction auxiliaire qui sera ensuite effacée, (pour ne pas alourdir la figure) le centre O de la
trajectoire circulaire de A. Mesurer son rayon R. (On collera le document distribué sur la droite d’une feuille
utilisée en « paysage »)
b) Déterminer le vitesse angulaire du mobile autoporteur pour les positions A3 et A9. Conclure en caractérisant le
mouvement de M.
c) Déterminer, par une étude directe, les vitesses v3 et v9 du point A pour les positions A3 et A9. La vitesse de A
est-elle constante ?
d) La relation v = R est-elle vérifiée ?
e) Le vecteur vitesse du point A est-il constant ? Tracer ce vecteur vitesse pour les deux positions étudiées.