TP PH 1S travail Ec by 2mo042

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									                                                       T.P. Physique 1S II.1-1
                                                Energie cinétique et travail d’une force


Introduction : L’énergie cinétique d’un point matériel de masse m de vitesse v par rapport à un référentiel est donnée par
                                            2
l’expression suivante : EC  1 mv , où m est en kg, v en m/s et Ec en Joule
                                2

    1. Etude de la chute d’une bille
On lâche une bille sans vitesse initiale. Reproduire et compléter le tableau suivant dans un tableau Excel :
Donnée : masse de la bille : m = _______ g

            Mesures

                                            Temps de    Temps de   Temps de      Temps de
                   Position de la            passage     passage    passage       passage           Vitesse                     Ec
      Point n°
                   bille x (en m)             (en s)      (en s)     (en s)        (en s)          (en m/s)                   (en J)
                                             Essai 1     Essai 2    Essai 3      moyenne
        M0              x0                                                         t0 
                                                                                                        x x            Ec1 1 .m.v1
                                                                                                                                       2
                        x1                                                         t1          v1 
                                                                                                         t t 
                                                                                                          2       0
        M1
                                                                                                          2       0
                                                                                                                                 2
        M2             x2                                                          t2                 …                      …
        …               …                       …         …           …              …                  …                      …


            Exploitation

En supposant les forces de frottement de l’air négligeable, seul le poids est responsable des modifications de la vitesse de la
bille.
Le but de cette exploitation est de comparer les variations de l’énergie cinétique entre 2 points et le travail que le poids doit
fournir à la bille pour modifier la vitesse de la bille entre ces 2 points.

A l’aide des valeurs calculées précédemment, construire les tableaux suivants :

        Point n°   Variation de l’Ec entre les points M0 et Mk (en J)     Travail du poids entre les points M 0 et Mk (en J)
           M0                                  
                               Ec M0M0 Ec0Ec00                                                 
                                                                                     W00 P m.g. x0  x0 0          
            …                                       …                                              …
           Mk                                      
                               Ec M0Mk Eck Ec0                                       
                                                                                       W0k P m.g. xk  x0              
            …                                       …                                              …

et,

        Point n°   Variation de l’Ec entre les points M5 et Mk (en J)     Travail du poids entre les points M 5 et Mk (en J)
           M0                                      
                                Ec M5M0 Ec0Ec5                                       
                                                                                       W50 P m.g. x0  x5              
            …                                       …                                              …
           Mk                                      
                                Ec M5Mk Eck Ec5                                      
                                                                                       W5k P m.g. xk  x5              
            …                                       …                                              …

Observer les résultats et conclure.
    2.       Mobile auto porté sur un plan incliné

                             Mobile : m = 93,7 g                                              Le mobile est abandonné
                                                                                              sans vitesse initiale. On
                                                                Banc à coussin d’air :        enregistre    les   positions
                                                                longueur L = 162 cm           successives d’un point du
         h                                                                                    mobile.
                                                                                              Durée        entre      deux
                                                                                            impulsions :  = 60 ms



Enregistrement N°1 : h = 14 cm            donc       = _________

     Nature du mouvement.
    Décrire qualitativement la nature du mouvement du mobile au cours de l’enregistrement.

            Mesures.
                - Choisir l’origine des abscisses au 5ème point de l’enregistrement
                - Mesurer les abscisses des positions successives sur l’enregistrement et les reporter dans le
                    tableau ci-dessous.
                - Calculer les vitesses instantanées du mobile et reporter les valeurs dans le tableau
                - Calculer l’énergie cinétique acquise par le mobile et reporter les valeurs dans le tableau

 Point n°            5           6          7           8             9        10        11          12         13
     x
                     0
   (mm)
     v
  (m.s-1)
    Ec
    (J)

            Exploitation
                - Faire le bilan des forces exercées sur le mobile et les représenter sur un schéma.
                - Exprimer pour chaque force, le travail effectué pour un déplacement de O (5ème point de
                     l’enregistrement ) jusqu’à M ( point d’abscisse x ).
                 -       Exprimer le travail du poids            
                                                        WOM P entre O et M, en fonction de m, g, x et . Calculer
                               
                         WOM P pour chaque x et reporter les valeurs dans le tableau ci-dessous
                 -       Calculer les variations de l’énergie cinétique entre O et M :   EcOM EcM EcO et
                         reporter les valeurs dans le tableau ci-dessous


  Point n°               5           6          7           8             9         10        11          12         13
         
                                                                                                                              38mm
  WOM P
     (J)
 EcOM 
     (J)

     Conclusion
Rassembler l’ensemble de vos tableaux sur une page et demander au professeur de les imprimer
Observer les résultats du tableau précédent et conclure.

								
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