[PDF] ÉTUDE ÉNERGETIQUE DES SYSTEMES MÉCANIQUES Objectifs

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Terminale S 2012 AE de Physique

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ÉTUDE ÉNERGETIQUE DES SYSTEMES MÉCANIQUES

Objectifs (programme officiel) :

Document 1(App) : relations mathématiques

- les coordonnées xdxvdt et ydyvdt de la vitesse du centre d'inertie du système selon les axes Ox et Oy ; la vitesse v du centre d'inertie du mobile avec 22
xyv v v - l'énergie cinétique Ec du système avec

21..2cE m v

- l'énergie potentielle de pesanteur Epp du système avec ..ppE m g y où y position sur un

axe Oy orienté vers le haut (tenir compte de yini si différente de zéro en prenant

..pp iniE m g y y ); dans ce cas laxe Ox est pris horizontal. - élastique

21..2pelE k z

avec z élongation et z = x si pendule élastique horizontal et z = y pendule élastique vertical ; - l mécanique Em = Ec + Epp + Epel du système.

Document 2 (App): le pendule élastique

Un pendule élasti accrochée à un

ressort de masse négligeable, de constante de raideur k qui oscille Le ressort exerce sur cette masse la force de rappel F avec :

0..F k k z

où k est appelée constante de raideur en (N.m-1) F est aussi appelée tension du ressort et souvent notée T. Le vecteur F est toujours orienté vers la position déquilibre que le ressort soit comprimé ou étiré.

Le dessin ci- (masse posée sur un support) :

seules les forces appliquées à la masse diffères. On peut montrer que la période propre T0 de cet oscillateur mécanique vertical est donnée par la relation: k mTo 2

Document 3 (App)

choisir une origine qui permette de résumer la somme des énergies potentielle de pesanteur et

21..2pE k z

et son module GTS2. l l0 z

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I. Solide en chute libre dans le champ de pesanteur terrestre : On étudie le mouvement d'une balle de tennis de masse m = 55 g lancé dans le champ de pesanteur terrestre (avec g = 9,81 m.s-2).

1. (Rea) Enregistrement du mouvement

Avec le poste de travail de windows, chercher le fichier vidéo "Mes espaces sur contrôleur de domaine (P:) / DomainUsers / videos_physique / P / para20.avi" puis le copier dans le disque dur local. Ouvrir ce fichier avec le logiciel Regavi ouvert via Regressi.

Adapter à priori (dépend configuration écran) la taille de l'image à l'écran (zoom *2 ?).

Procéder à l'étalonnage avec :

- une "origine t = 0 s" à cette image ; - des axes vers le haut et la droite (échelle) ; - origine) ; - une "échelle" de d = 1m entre les deux extrémités de la règle jaune. Cliquer sur le bouton "Mesures" puis pointer les différentes positions prises par le centre de la

Transférer les données dans le logiciel Regressi et réduire au besoin la fenêtre de Regavi

dans la barre des tâches. Dans la fenêtre "Grandeurs", créer les nouvelles grandeurs suivantes avec les unités S.I. : - le paramètre expérimental m = 0,055 kg - le paramètre expérimental g = 9,81 m.s-2 Sauvegarder sur le serveur "Mes espaces sur contrôleur de domaine (P:) / Mes Groupes / c[n°_de_la_classe] / physique / AEchute[nom_eleve].rw3"

2. Exploitation des résultats

Q1 (Ana) : -à-s à réaliser sur le logiciel Regressi, afin de vérifier par une étude du mouvement ainsi que (Rea) Réaliser ce protocole après accord de votre professeur. (Ana) A-t-on ici un cas de chute libre ? II. Un oscillateur mécanique : le pendule élastique vertical : cas du pendule élastique vertical sur le dessin page 1.

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1. (Rea) Protocole expérimental

Dans ce montage, on utilise un peigne et une fourche optique comme capteur de position (voir le schéma ci- contre). = 100 g.

Peser la masse du peigne : mP = quotesdbs_dbs44.pdfusesText_44

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