Tp5 Etude Mouvement

TP TS - CHAPITRE 05 : ETUDE DE MOUVEMENTS : VITESSE ET ACCELERATION.
Objectifs :dans le cadre de l’étude de différents mouvements :

- Tracer des vecteurs vitesse et des vecteurs accélération.
- Illustrer la première et la deuxième loi de Newton.
I.REALISATION D’ENREGISTREMENTS
1) On lance par deux fois un mobile autoporteur sur une table à coussin d’air horizontale. On enregistre les positions
successivement occupées par le centre d’inertie G du mobile. (enregistrement 1 et enregistrement 2)
2)
La table a été inclinée d’un angle  par rapport à l’horizontale. Le
(S)Mobile mobile a été abandonné sans vitesse initiale. (Enregistrement4)
autoporteur
Remarque : au lieu d’incliner la table on pourra utiliser un dispositif
(traction par masse marquée + poulie) analogue au doc.2 p.131
L
L’enregistrement 3 correspond quant à lui à une remontée du
mobile le long de la pente.
h
Table
a i
n
c
l
i
n
é N.B : on utilisera des enregistrements déjà réalisés (voir page 3). Le matériel
e
étant présent pour une démonstration.
Numéroter les différentes positions enregistrées du centre d’inertie du mobile sur les enregistrements fournis (page 3).
II. EXPLOITATION DES ENREGISTREMENTS

1 – Dans quel référentiel les enregistrements ont-ils été réalisés ?
2 – Caractériser les mouvements du centre d’inertie du mobile. Justifier vos réponses.
3 – Sur chaque trajectoire, tracer les vecteurs vitesse :
- Enregistrement 1 : au point A5 et au point A19.
- Enregistrement 2 : au point A1, point A4 et au point A7. Aide : Animation: tracer un vecteur vitesse
4 – Les vecteurs vitesse tracés confirment-ils les réponses à la question 2 ? (Justifier)
4 – Sans calcul, que peut-on dire de la valeur de l’accélération du centre d’inertie du mobile au cours des trois derniers
mouvementsenregistrés (enregistrement 2, enregistrement 3 et enregistrement 4) ?
5a - Énoncer le principe d’inertie (1ère loi de Newton). Lequel des enregistrements illustre ce principe ? Justifier la
réponse.
b – Faire le bilan des forces agissant sur le mobile lors de cet enregistrement. Que peut-on dire de ces forces ? Représenter
ces forces sur un schéma.
6 – Pour un point matériel de masse m constante, la 2ème loi de Newton peut se traduire par la relation :
∑ = m.
Vecteur accélération du
Résultante des forces
système
extérieures appliquées au
système
a – Sur chaque trajectoire des enregistrements 2 et 4, tracer les vecteurs accélération au point M3 et au point M5.
N.B : voir la définition du vecteur accélération p. 137.
par approximation, on considère ≈ . Par exemple,
b – Quelles sont les caractéristiques de la résultante des forces extérieures dans les deux situations ?
un pas vers le cours

Donner les caractéristiques du vecteur accélération dans le cas d’un mouvement :
- rectiligne uniforme ;
- rectiligne uniformément accéléré.
III. ETUDE D’UN MOUVEMENT CIRCULAIRE Schéma du dispositif
On attache le mobile autoporteur à un axe fixe par .G

l’intermédiaire d’un fil puis on lance le mobile autoporteur et on
procède à l’enregistrement des positions d’un point P du mobile .P
(voir schéma du dispositif et enregistrement ci-contre)
1- Faire le bilan des forces qui s’exercent sur le mobile.
Représenter les vecteurs forces sur le schéma (sans souci d’échelle).
2- Indiquer la direction et le sens de la résultante
des différentes forces.
3- D’après l’enregistrement, que peut-on dire du
mouvement du point P ?
4- Tracer au crayon le vecteur vitesse à la date t1. (échelle : 1 cm pour 0,8 m.s-1).
5- Exprimer puis tracer les vecteurs accélérations aux
Enregistrement : échelle ¼ ; durée entre deux
instants t2 et t7. enregistrements  = 20 ms.
Préciser la direction et le sens du vecteur .
Aide : Tracé d'un vecteur variation de vitessepuis d'un vecteur

accélération(réalisée par L. Germain.)
6- a- Comparer la direction et le sens des vecteurs et .
b- Quelle loi est illustrée par ce mouvement ?

Eléments de correction :
Sens
Sens
Enregistrement
Enregistrement
Enregistrement
Echelle
Enregistrement Echelle
N°1 du
du
Enregistrement
: N°1
: N°2
N°3
N°4
Sens du
mouvement
 = 60 ms
= 60
==………
=
40
ms
40
40
………
ms
cmmouvement
ms
mscm
mouvement
pourpour
Echelle………. m.s-1m.s-1
: ……….
1cm pour 0,1 m.s-1

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Objectifs :dans le cadre de l’étude de différents mouvements :

II. EXPLOITATION DES ENREGISTREMENTS

N.B : voir la définition du vecteur accélération p. 137.

par approximation, on considère ≈ . Par exemple,

un pas vers le cours

On attache le mobile autoporteur à un axe fixe par .G

Aide : Tracé d'un vecteur variation de vitessepuis d'un vecteur

6- a- Comparer la direction et le sens des vecteurs et .

b- Quelle loi est illustrée par ce mouvement ?

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