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BILAN ENERGETIQUE DUN SYSTEME EN MOUVEMENT
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Chapitre : Mouvement dans un champ uniforme. Cas du champ de pesanteur. TP N°… 1. ETUDE EXPERIMENALE DU MOUVEMENT D'UN PROJECTILE.
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Documents de Physique-Chimie – M. MORIN 1
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Classe de TS TP N°8
Physique
1 TP N°8 : MOUVEMENT DE PROJECTILE DANS LE CHAMP DEPESANTEUR UNIFORME
Matériel :
Un ordinateur muni du logiciel généris 5+Un appareil photo numérique permettant d"enregistrer des vidéos ou un caméscope numérique
Objectifs :
Savoir exploiter un document expérimental reproduisant la trajectoire d"un projectile chap. 11 - (4):
✔ Tracer des vecteurs vitesse et accélération ✔ Déterminer les caractéristiques du vecteur accélération ✔ Trouver les conditions initiales. Savoir-faire expérimentaux chap. 11 - (5): Savoir enregistrer expérimentalement la trajectoire d"un projectile et exploiter le document obtenu.I Travail théorique :
1) Etablir dans le repère (
®®®kjiO,,, ) les équations horaires x(t), y(t) et z(t). 2)En déduire :
a.Que le mouvement est plan.
b.L"équation de la trajectoire z = f(x).
3)Montrer que l"altitude maximale atteinte par le projectile (la flèche) par rapport au point de lancement
est a220sin2gvh=.
4) Montrer que la portée horizontale, distance entre le point de lancement et le point de chute du projectile sur l"axe Ox est : a2sin 2 0 gvd= II Enregistrement et étude de la trajectoire d"un projectile : 1)Enregistrer le mouvement parabolique d"un projectile sous vidéo à l"aide d"une webcam : prendre bien
soin d"avoir la position de flèche et la position de portée, ainsi que la position de départ du projectile.
Positionner des règles graduées horizontalement et verticalement afin d"obtenir des informations
d"échelles pour le traitement informatique. 2) Charger la vidéo sur l"ordinateur et l"ouvrir avec généris 5+. Un projectile de masse m, de centre d"inertie G, est lancé d"un point O, à un instant t = 0, avec une vitesse initiale0v faisant un angle a avec l"horizontale.
Les forces exercées par l"air sur le projectile sont négligeables devant le poids P O z aaaa ®j ®i y x ®k 0vClasse de TS TP N°8
Physique
23) Initialiser les échelles grâce aux repères.
4)Pointez les différentes positions du projectile au cours du temps, depuis son départ de la main du
lanceur jusqu"à son arrivée au sol. 5)Imprimer la trajectoire marquée (y = f(x)), conservez les données x(t) et y(t) affichées par le logiciel
sous forme de tableau.A partir d"ici, le travail est fait manuellement
6)Tracer des vecteurs vitesses en 5 positions différentes le long de la trajectoire (il faudra choisir une
échelle pour le tracé des vecteurs vitesses). 7) Trouver la valeur de la vitesse au sommet de la trajectoire. 8)Tracer deux vecteurs accélération en 2 endroits différents de la trajectoire, donner leurs caractéristiques
et les comparer à la valeur de g. 9)Noter la valeur de la flèche et de la portée. Peut-on en déduire la condition initiale de vitesse (valeur et
angle) pour ce mouvement ?Pour aller plus loin :
On peut à l"aide du logiciel dynamique modéliser des mouvements et étudier de façons plus pointues des
trajectoires paraboliques (tracé des vecteurs automatiques). On peut par exemple voir l"influence des
conditions initiales de vitesse sur le mouvement, par exemple la valeur de l"angle qui permet d"avoir la
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