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Introduction : La dynamique est l'étude des forces qui provoquent le mouvement

Introduction : La dynamique est l'étude des forces qui provoquent le mouvement des corps .et décrit les mouvements en terme de force et que la connaissance des lois (loi du Newton) lui permet de prévoir d'autre mouvements . Les lois du mouvements de Newton son en fait des principe à la base de la grande théorie que l'on nomme aujourd'hui "Mécanique newtonienne ".à ce lois générales du mouvements fondées en particulier sur le principe de relation des mouvements . Le but de TP : Les objectifs de ce TP sont l'étude expérimentale de la deuxième loi de Newton . Pour ce but, nous étudions un mouvement rectiligne uniformément accéléré en utilisant un rail à coussin d'air et la force gravitationnelle. Par la détermination des relations : distance -temps, vitesse- temps et masse- accélération . Partie théorie : Matériel : Nombre Désignation - 1 - 2 - 4 - 8 - 5 - 1 - 1 - 2 - 1 - 1 - 1 - 1 - Carl mince (carton, plexiglas) - Mobile +écran - Surcharge 50g - Surcharge 10g - Masses marquées 1g - File de 2mn +plateau - Embout avec crochet - Embout avec aimanté - Embout avec aiguille - Embout avec cire - Embout avec élastique - Embout plat La deuxième loi de Newton : ∑ F =m .α Avec :* F=désigne les forces extérieurs exercées sur l'objet * m=désigne la masse * α=correspond à l'accélération Et en a : α= dV/dt Et en a aussi ce tableau des forces : - P1=m1. g - T - P2=m2.g - R=P2 - Poids de la masse m1 - La tension du fil - Le poids de la masse m2 - L'action de la table sur m2 Partie 03 : * Etude de la relation accélération-masse d'inertie * m2=(211+20)g 0.664 0.484 0.306 0.124 t(s) 0.119 0.121 0.122 0.128 ∆ t(s) 0.84 0.82 0.81 0.78 V moy (m/s) m2(211+40)g 0.712 0.518 0.328 0.132 t(s) 0.128 0.129 0.130 0.131 ∆ t(s) 0.78 0.77 0.769 0.763 V moy (m/s) m2(211+60)g 0.732 0.534 0.339 0.138 t(s) 0.132 0.133 0.134 0.137 ∆ t(s) 0.757 0.751 0.746 0.729 V moy (m/s) m2(211+80)g 0.775 0.565 0.328 0.132 t(s) 0.140 0.141 0.142 0.143 ∆ t(s) 0.71 0.709 0.704 0.69 V moy (m/s) m2(211+100)g 0.804 0.586 0.375 0.134 t(s) 0.140 0.141 0.142 0.143 ∆ t(s) 0.71 0.709 0.704 0.69 V moy (m/s) Partie 03 : * Etude de la relation accélération-masse d'inertie * - En ajoute dans cette partie deux masse de 10g sur le chariot, m2 est alors égale à m2= (211+20) g . ° Calculer les vitesses moyennes et en déduire les vitesses instantanées . V moy = ∆x/ ∆t 821 . 0 . 0101 2  = 1V moy = 0.78m/s 221 . 0 . 0101 2  Vmoy2 = = 0.81m/s 121 . 0 . 0101 2  V moy3 = = 0.82m/s 911 . 0 . 0101 2  V moy4 = = 0.84m/s V moy= V inst(t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.78m/s → Vinst 1(0.124+0.128/2) → V inst 1(0.188) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.367) V inst 3(0.544) m/s V inst 4(0.723) m/s ° En trace le graphe V=V(t) . ° En détermine l'accélération a, à partir du graphe : En a : a = dV/dt ( = 0.82-0.81 (/) 0.484-0.306 ) = 0.05m/s² - Cette fois en ajoute deux autre masse de 10g sur le chariot, m2 est alors égale à m2= (211+40) g . . Et en refaire les mêmes étapes précédentes V moy= V inst(t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.76m/s → Vinst 1(0.132+0.131/2) → V inst 1(0.197) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.393) V inst 3(0.583) m/s V inst 4(0.776) m/s En a : a = dV/dt ( = 0.77-0.76 (/) 0.518-0.328 ) = 0.05m/s² - Refaire le même travail avec (m2=211+60g) et (m2=211+80g) Et en fin (m2=211+100g) . V moy= V inst(t+ Vt/2) . 1 - ( m2=211+60g :) → on a V moy1 = 0.72m/s → Vinst 1(0.138+0.137/2) → V inst 1(0.206) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.406) V inst 3(0.601) m/s V inst 4(0.798) m/s En a : a = dV/dt ( = 0.75-0.74 (/) 0.534-0.339 ) = 0.05m/s² 2 - ( m2=211+80g :) → on a V moy1 = 0.69m/s → Vinst 1(0.128+0.143/2) → V inst 1(0.199) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.427) V inst 3(0.635) m/s V inst 4(0.845) m/s En a : a = dV/dt ( = 0.71-0.70 (/) 0.565-0.356 ) = 0.05m/s² 3 - ( m2=211+100g :) → on a V moy1 = 0.69m/s → Vinst 1(0.134+0.143/2) → V inst 1(0.205) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.446) V inst 3(0.656) m/s V inst 4(0.874) m/s . En a : a = dV/dt ( = 0.71-0.70 ( /) 0.586-0.375 ) = 0.05m/s² * conclusion partielle : Le mouvement est mouvement rectiligne uniforme accéléré (a=const.) Partie 04 : * Etude de la relation accéléeration-force (poids accélérant) * m 1(5+2) g 0.602 0.449 0.285 0.124 t(s) 0.103 0.107 0.111 0.118 ∆ t(s) 0.97 0.93 0.90 0.84 V moy (m/s) m 1(5+4) g 0.633 0.468 0.295 0.128 t(s) 0.108 0.112 0.115 0.120 ∆ t(s) 0.92 0.89 0.86 0.83 V moy (m/s) m 1(5+6) g 0.633 0.465 0.292 0.123 t(s) 0.111 0.115 0.118 0.122 ∆ t(s) 0.90 0.86 0.84 0.82 V moy (m/s) m 1(5+8) g 0.611 0.510 0.284 0.122 t(s) 0.117 0.120 0.121 0.124 ∆ t(s) 0.85 0.83 0.82 0.81 V moy (m/s) m 1(5+10) g 0.990 0.476 0.293 0.123 t(s) 0.118 0.120 0.121 0.122 ∆ t(s) 0.84 0.83 0.82 0.81 V moy(m/s) Partie 04 : * Etude de la relation accéléeration-force (poids accélérant) * - Déplacer 2g (1g de chaque coté) du chariot vers le porte poids alors m1= (5+2) g et m2= (211+8) g, et en mesure les temps . ° Calculer les vitesses moyennes et en déduire les vitesses instantanées : V moy = ∆x/ ∆t 811 . 0 . 0101 2  = 1V moy = 0.84 m/s 111 . 0 . 0101 2  Vmoy2 = = 0.90m/s 701 . 0 . 0101 2  V moy3 = = 0.93m/s 301 . 0 . 0101 2  V moy4 = = 0.97m/s V moy= V inst (t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.84m/s → V inst 1(0.124+0.118/2) → V inst 1(0.183) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.340) V inst 3(0.502) m/s V inst 4(0.653) m/s - En déplace encore 2g (1g de chaque côté) du chariot vers le porte poids alors m1= (5+4) g et m1= (211+6) g Et en refaire les mêmes étapes précédentes V moy= V inst (t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.83m/s → V inst 1(0.128+0.120/2) → V inst 1(0.188) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.352) V inst 3(0.524) m/s V inst 4(0.687) m/s - Refaire le même travail avec (m2=5+6) puis (m2=5+6) Et en fin (m2=5+10) : 1 (- m2=5+6 :) V moy= V inst (t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.82m/s → V inst 1(0.123+0.122/2) → V inst 1(0.184) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.351) V inst 3(0.522) m/s V inst 4(0.688) m/s 2 (- m2=5+8 :) V moy= V inst (t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.80m/s → V inst 1(0.122+0.124/2) → V inst 1(0.184) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.344) V inst 3(0.570) m/s V inst 4(0.669) m/s 3 (- m2=5+10 :) V moy= V inst (t+ Vt/2) . → on a V moy1 = 0.81m/s → V inst 1(0.123+0.122/2) → V inst 1(0.184) m/s La même chose pour les autres : m/s V inst 2(0.353) V inst 3(0.536) m/s V inst 4(0.719) m/s - En détermine l'accélération dans les cas suivants : . m1= (5+2) g : En a: a = dV/dt ( = 0.93-0.90 ( /) 0.449-0.285 ) = 0.17m/s² . m1= (5+4) g : En a: a = dV/dt ( = 0.89-0.86 ( /) 0.468-0.295 ) = 0.17m/s² . m1= (5+6) g : En a: a = dV/dt ( = 0.87-0.84 ( /) 0.465-0.292 ) = 0.17m/s² . m1= (5+8) g : En a: a = dV/dt ( = 0.85-0.83 ( /) 0.611-0.510 ) = 0.17m/s² . m1= (5+10) g : En a: a = dV/dt = 0.17m/s² uploads/Philosophie/ tp-4-loi-de-newton.pdf