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Comment étudier le mouvement ?
Pour étudier le mouvement d'un objet, il faut :
une référence appelée référentiel par rapport auquel on repère les positions de l'objet en mouvement ; un chronomètre pour associer les positions de l'objet au temps. On déclenche le chronomètre quand le mouvement débute, pour des raisons de simplicité.Quels sont les trois types de mouvements ?
Les mouvements mécaniques
le mouvement de translation rectiligne.le mouvement de rotation.le mouvement hélico?l.Quelles sont les 4 caractéristiques d'un mouvement ?
Ainsi, il se définit par 4 caractéristiques en physique : - Le point d'application (point de départ, d'origine du vecteur) ; - La direction (ou droite d'action) ; - Le sens ; - La norme (sa valeur ou intensité).Il existe plusieurs types de mouvement :
mouvement rectiligne : la trajectoire est une droite.mouvement circulaire : la trajectoire est un arc de cercle.mouvement curviligne : la trajectoire est une courbe quelconque, plane ou non.
Expériencen°7-GYROSCOPE
Domaine:Mécanique
LienaveclecoursdePhysiqueGénérale:
Ͳ PhysiqueI,Chapitre3:Dynamique:Newton,forceetaction Ͳ PhysiqueI,Chapitre7:MouvementharmoniqueetrésonanceͲ PhysiqueII,Chapitre5:Mouvementderotation
Objectifgénéraldel'expérience
1 Introduction1.1) LeGyroscope
àtraiter
nutationdusolideenrotation. s'opposeràcemouvement. 21.2) Rappeldemécanique:mouvementderotationetmomentcinétique
cinétique L vecteurposition r etdelaquantitédemouvement mpv: GGGG xxmLrpr v . (Eq.1) l'analoguedela2ème
momentcinétiqueétablitquelemomentFs'appliquantsuruncorps
cinétique: d . (Eq.2) lesensdesvariationsdumomentcinétique =0),le loideconservationdumoment cinétique d'unaxequelconque,ilfautremarquerquele momentcinétique L etl'axeinstantanéderotationILʘ , (Eq.3)
oùʘlevecteurdevitesseangulaire.Le
2 iii Imr , (Eq.4)Silemomentd'inertie
3Figure3:Schémaillustrantle
principedelaprécession pourunetoupie.1.3) Mouvementsdeprécessionetdenutation
Autemps
t,lemomentcinétiqueaunevaleurL.Latoupie
étantpenchée,sonpoids
P agissantaucentredegravitéG produitunmoment parrapportàlapointeOdelatoupie. comme: (Eq.5)L'accroissementdumomentcinétique
dLestparallèleau momentdeforce .Autempst+dt,lemomentcinétique L, l'axedelatoupieetlemoment ontdenouvellesdirectionsdonnéespar P mouvementappelé précession. c'est deforce0 0d
dt . (Eq.6)Lemomentcinétique
L L ,tourne autourdumomentcinétique L cônede nutation.2 Principegénéraldel'expérience
différentes,d'unepartparl'étudedu mouvementdeprécessiondugyroscope2.1) Méthodedupendule
2 '2IImdTmgd , (Eq.7)I =momentd'inertiedudisqueseul[kgͼ.m
2 2 2 m=masseadditionnelle[kg] d =distanceentrelecentredegravitédelamasseetl'axederotation[m] g=9.81mͼs Ͳ2 :accélérationterrestre r=rayondelamasseadditionnelle[m] 4 222 2
42Tgd rIm d
. (Eq.8)Figure4:
gyroscopeparunpendulephysique.2.2) Etudedumouvementdeprécession
deO.UncontrepoidsCpermet d'équilibrerlesystème.L dudisqueestmodifiépar
mPg.Lemomentdeforce précession. .Parsymétrie,ʘ).Tant
symétrieducorpsetsila mouvement,onsuspendunemasse (vitessedeprécession)vaut: 5 d dt , (Eq.9) où temps dt.DelaFigure5(b),onobtient: dLdL . (Eq.10)Entenantcompteque
dL dt(Eq.5),onobtientqueL.Enremplaçantlesmomentscinétique etd'inertieparleurexpression( précession: gl mI . (Eq.11)
estgrand.3 Marcheàsuivre
3.1) Déterminationdumomentd'inertiedugyroscopeparlaméthodedupendule
rFixerunemassemsurledisquedugyroscope. périodedumouvement. avecsonerreurstatistique. Calculd'erreur: ͲEstimerlesincertitudessurlesparamètresmesurés. r Calculezl'incertituderésultantesurI.3.2) Déterminationdumomentd'inertiedugyroscopeparl'étudedelaprécession
>4kg). en poids,oulecompenserenaccompagnant transitoires. rotationpropredudisqueetpour4différentspoidsadditionnels.
6 fréquence flashsdelalampestroboscopique. nombredechangementsdevitessequedemasse.ͲEstimer
ͲReprésentergraphiquement
d'inertieIàpartirdelapentedugraphique.
Vers.10/09/2017,révisionS.Schilt
Rayondelamasse:r=±[cm]
m[g]5ͼT 1 [s]T 1 [s] 5ͼT 2 [s]T 2 [s] 5ͼT 3 [s]T 3 [s]T[s] T [s] I 1 =±[kgͼm 2 I 2 =±[kgͼm 2 1/2Mesure1 Mesure2 Mesure3
TravauxPratiquesdePhysique
ExpérienceN°7:Gyroscope
Distancepointd'appui/centre:l=±[cm]
Incertitudesurlesmesuresdutemps:[s]
n m/ (m/T': [t/min][rad/s] [kgͼs] [kgͼs][s][rad/s] [rad/s] m 1 [g] m 2 [g] m 3 [g] m 4 [g]Momentd'inertie:
I=[kgͼm
2I=[kgͼm
2 2/2TravauxPratiquesdePhysique
ExpérienceN°7:Gyroscope
Représentationgraphique:m
insérergraphiqueiciquotesdbs_dbs43.pdfusesText_43[PDF] relativité du mouvement train
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