tsti2dae7B Comment vérifier expérimentalement le théorème

Activité
expérimentale
7B
Capacités :
Comment vérifier expérimentalement le
théorème de l’énergie cinétique ?
TSTI2D
- Ecrire et exploiter l’expression du travail d’une force constante ou d’une couple de moment constant
- Associer une variation d’énergie cinétique au travail d’une force ou d’un couple
UTILISER L’ACTIVITE EXEPERIMENTALE 7A !
Réfléchissons un peu avant de commencer…
Reprendre l’étude de l’activité expérimentale précédente.
Schématiser de nouveau la situation de profil, identifier les
actions mécaniques s’exerçant sur le skieur et représenter les forces
associées.
Données : Masse du skieur et de son équipement : m = 63,1 kg.
Force de traction de la voiture : Fm = 400 N.
Intensité de la pesanteur : g ≈ 10 m/s².
Echelle : 1 cm <-> 200 N
On souhaite vérifier le lien entre le travail des forces exercées
sur le skieur et la variation d’énergie cinétique de celui-ci.
Donner l’expression du travail WAB de chacune des forces mises en jeu entre deux positions A et B séparées par une distance d.
Donner l’expression de l’énergie cinétique EcA et EcB du skieur aux positions A (t = 0, vitesse nulle) et B (instant quelconque, vitesse v).
Théorème de l’énergie cinétique : La variation d’énergie cinétique d’un solide entre deux positions A et B est égale à la somme
des travaux des forces extérieures appliquées au solide entre A et B.
∆Ec = Ec B − Ec A = ∑ WAB
Comment s’écrit le théorème de l’énergie cinétique entre les points A et B ?
Quelle sera la vitesse du skieur au bout de 10m ? de 20 m ? de 30 m ? Exprimer ces vitesses en m.s-1 puis en km.h-1.
Commenter les valeurs trouvées. Le skieur peut-il tenir plus de 30 m ? Qu’a-t-on négligé par rapport à la réalité ?
Vérification du théorème grâce au pointage manuel
Reprendre les résultats trouvés lors de l’activité 7A, notamment les vitesses et positions du mobile à différents instants.
Vérifier le théorème de l’énergie cinétique entre les deux positions A (t = 0) et B (t = 1,0 s). Effectuer les calculs nécessaires et conclure.
Vérification du théorème grâce au pointage informatique
L’objectif est de vérifier, à chaque instant t, le théorème de l’énergie cinétique. Pour cela, reprendre les étapes de l’activité 7A :
Démarrage du logiciel et ouverture de la vidéo
Choix de l’origine des dates
Etalonnage
Pointage
APPELER LE PROFESSEUR
Enregistrement du tableau de mesures sous le format de Regressi
Exploitation des données dans Regressi
Création des grandeurs vitesse et énergie cinétique
- créer la grandeur calculée v.
- créer la grandeur calculée Ec.
- visualiser la courbe Ec = f(x).
- modéliser la courbe.
APPELER LE PROFESSEUR
Expliquer clairement en quoi le tracé de cette courbe permet la vérification du théorème de l’énergie cinétique.
Conclusions
Rédiger avec le professeur une conclusion…
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