TSTIDD-TRANSPORTS:FORCE, MOMENT OU COUPLE

TSTIDD-TRANSPORTS:FORCE, MOMENT OU COUPLE MÉCANIQUE SUR SOLIDE Eclipse à
Chéraute
Activité 1... QUELLE EST LA RELATION ENTRE LA FORCE APPLIQUÉE À UN SOLIDE ET
L'ACCÉLÉRATION PRODUITE ?
Pour étudier le mouvement d'un mobile sans frottement, soumis à une force horizontale
⃗
F
sur une table
horizontale, on utilise un mobile sur coussin d'air (Autoporteur).
Ce mobile produit des étincelles à sa base, à intervalle de temps
Δt
.
On marque ainsi le papier Carbone placé sous la feuille d'étude.
Les points de Carbone sont ainsi transférés sur la feuille d'étude et permettent de marquer la trajectoire.
Protocole à compléter et détailler :
•Vérifier la présence de la feuille de carbone
•Poser dessus et fixer la feuille A3 d'étude.Poser les 2 mobiles reliés au boitier (Tensions)
•Accrocher une masse de 50g au mobile et le dynamomètre de l'autre côté.
•Mettre sous tension le mobile et constater qu'il n'y a plus de frottement et qu'il peut glisser.
•Relever F (N) = affichée par le dynamomètre.
•Activer le marquage et Décrocher le mobile du dynamomètre.
•Numéroter les points et Marquer par une flèche les points choisis pour le calcul des vitesses.
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Chéraute
Calcul pratique des vitesses à partir de points de la trajectoire marqués à durée
Δt
constante .
•On étudie le mouvement du centre de gravité A du mobile Autoporteur (à coussin d'air)
•On se place dans un référentiel galiléen et on applique les lois de Newton .
Vitesse
Instantanée
Variation de la
position du point
M ,
d
⃗
OM
DIVISÉ par une
durée dt
infiniment petite.
Le mobile à coussin d'air a marqué son passage chaque
Δt
•En pratique, on ne peut mesurer de vitesse instantanée, mais une vitesse moyenne pendant une durée
Δt
la plus petite possible .
Or, pendant cette durée
Δt
, la vitesse varie entre les 2 points choisis.Ainsi, si le mouvement est
décéléré, la vitesse en Mo V(Mo) est supérieure à V(M1) , de plus widevec V(M1) n'a plus la même
direction.
Ainsi, on constate que l'on commet moins d'erreur en calculant V(M1) à partir des points précédent Mo
et suivant M2. Exemple :
V(M1)=(MoM2)
2.Δt
, La direction de
⃗
V(M1)
et son sens sont donnés
par
⃗
MoM2
.
•TRACER
⃗
MoM2
et vérifier.
•Avec cette méthode, TRACER
⃗
V(M7 )
.
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Chéraute
Calcul pratique des ACCÉLÉRATIONS,
à partir de points de la trajectoire marqués à durée
Δt
constante .
L'accélération
⃗
a(t)
représente la variation de la vitesse par rapport
Δt
Accélération instantanée.
⃗
a(t)=d
⃗
v(t)
dt
• En pratique, comme pour les vitesses, on ne peut mesurer qu'une accélération moyenne entre 2
points, que l'on choisira de part et d'autre du point dont on veut l'accélération.
• Si la trajectoire est rectiligne, la direction et le sens de
⃗
a(t)
sont connus et il ne reste plus qu'à
calculer sa norme, la valeur de l'accélération en ce point.
• Exemple :
a(M2)= V(M3)– V (M1)
2.Δt
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Chéraute
m=50g ; F(N) =
Point Ai (DÉBUT)
Durée entre 2 points
Δt
Distance
D(Ai-1,Ai+1) (cm)
Notée
A1A3, A2A4...
Vitesse Vi (cm.s-1)
Vi=Ai−1Ai+1
2.Δt
Energie cinétique Ec(J)
Eci=1
2.m.V i
2
Travail de la Force
⃗
F
WAiAj=
⃗
F.
⃗
AiAj
En trajectoire
Rectiligne :
WAiAj=F. AiAj
Variation de l'Ec(J)
ΔEc=Ec(j)− Ec(i)
Point Ai
Vitesse Vi (cm.s-1)
Vi=Ai−1Ai+1
2.Δt
Accélération :
ai=(Vi+1−Vi−1)
2. Δt
Point Ai
Vitesse Vi (cm.s-1)
Vi=Ai−1Ai+1
2.Δt
Accélération :
ai=(Vi+1−Vi−1)
2. Δt
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TSTIDD-TRANSPORTS:FORCE, MOMENT OU COUPLE MÉCANIQUE SUR SOLIDE Eclipse à
Chéraute
m=100g ; F(N) =
DÉBUT FIN
Point Ai
Durée entre 2 points
Δt
Distance
D(Ai-1,Ai+1) (cm)
Notée
A1A3, A2A4...
Vitesse Vi (cm.s-1)
Vi=Ai−1Ai+1
2.Δt
Energie cinétique Ec(J)
Eci=1
2.m.V i
2
Travail de la Force
⃗
F
WAiAj=
⃗
F.
⃗
AiAj
En trajectoire
Rectiligne :
WAiAj=F. AiAj
Variation de l'Ec(J)
ΔEc=Ec(j)− Ec(i)
Point Ai
Vitesse Vi (cm.s-1)
Vi=Ai−1Ai+1
2.Δt
Accélération :
ai=(Vi+1−Vi−1)
2. Δt
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