TP P8 :DEUXIEME LOI DE NEWTON

I/Objectif :

Il s'agit de vérifier expérimentalement la relation .Ici la somme des forces se réduit à une seule force extérieure : la tension d'un ressort.

est le vecteur accélération du centre d'inertie G du mobile.

II/Dispositif:

III/ Bilan des forces extérieures appliquées à la masse m (mobile)

bilan des forces ci-dessus

Le souffle d'air produit par le mobile permet d'éliminer pratiquement les frottements.

 

IV/ Vecteurs vitesse

La définition approchée du vecteur vitesse sera utilisée ici. Nous écrirons:

q est l'intervalle de temps entre deux pointages, égal à 30 ms (document joint)

Q1)Donner les expressions de :

Q2)Calculer en cm/s les normes de ces vecteurs

Q3)Constructions ces vecteurs vitesse

Echelle imposée : 17 cm/s 1 cm

Construire les vecteurs vitesse indiqués ci-dessus en plaçant leurs origines aux points qui correspondent aux instants considérés.

Q4)Variation du vecteur vitesse :Construire le vecteur :

Q5)Calculer en cm/s la norme de ce vecteur .

V/Vecteur accélération :

a)Définition:

Définition générale (expression approchée)

Q6)Donnez l' expression du vecteurs accélération en fonction des variations des vecteurs vitesse .

Q7)Calculer sa norme en cm/s2 .

b)Construction :

Q8)Construction des vecteurs accélération

Construire le vecteur accélération en utilisant l'échelle :

1 m/s2 1,5 cm

Q9)Construction du point de fixation du ressort O :

Dans un repère centré sur A1 les coordonnée de O , point de fixation du ressort sont : Xo = 15 cm et Yo = 34 cm .

Ajouter une "bandelette" qu'on fixera au document de façon à pouvoir y représenter le point O . Représenter ce point .

VI/Deuxième loi de Newton :

Q10)Tension du ressort :

Calculer T10 , la tension du ressort àl' instants t10 , c'est à dire :

T10 = k ( OA10 - lo )

où k est la constante de raideur du ressort ( k= 5 N.m-1 ) , lo est la longueur à vide du ressort (lo = 25 cm ) .

On veillera à utiliser les bonnes unités de façon à exprimer la tension en Newton

Q11)Que peut-on dire de la direction des vecteurs ? Passe t-elle par O ?

Q12)Que peut-on en conclure pour les vecteurs ?

Q13)Complétez le tableau suivant en calculant les normes des vecteurs sachant que la masse du mobile est égale à 220 g : 

T10 (N)

m.a(t10) (N)

  

 

Q14)Enoncez la deuxième loi de Newton . Est-elle vérifiée ? Justifiez votre réponse .

Q15)Référentiel :La table sert de référentiel . Celui-ci est-il galileen ? Justifiez votre réponse