Document d'Accompagnement 1S

 

" Comment le travail d'une force modifie-t-il le mouvement d'un solide en translation ? "

 

Méthode

Comme l'indique le protocole donné dans le document d'accompagnement(activité F5 page 45), un autoporteur a été tracté sur un plan horizontal et des enregistrements ont été effectués avec des mobiles de masses différentes(1). L'AFC a été étalonné soigneusement. Les mesures ayant été réalisées sur une table à digitaliser (pour une mise en évidence rapide des résultats) il était impératif de libérer le mobile au point d'abscisse x=0 de la table, de façon à pouvoir facilement calculer le travail de la force (x=d): il faut localiser ce point et mettre un repère. Il convient également d'éviter le rebond du mobile sur la partie active de la table. Si on utilise un mobile à étincelage ces précautions ne sont pas nécessaires.

Les formules a1= W/(M2xV) a2= W/(MxV2) et a3= W/(M2V2) ont été introduites dans le logiciel pour obtenir un calcul automatique de ces trois coefficients.

Les résultats ci-dessous donnés sous forme de tableaux permettent d'avoir une vue d'ensemble utile au professeur. Il faut, bien entendu, éviter d'utiliser des résultats obtenus avec des vitesses voisines de 1m/s2. (De même qu'un autoporteur de masse 1kg!)

Les enregistrements

Premier enregistrement

M=0.275kg et F=0,40N

Deuxième enregistrement

M=0.402kg et F=1,05N

Les résultats

On constate que le coefficient a1 augmente tandis que les coefficients a2 et a3 sont quasiment constants au cours d'une expérience. Toutefois, le coefficient a2 garde une valeur voisine de 0,5 au cours des deux enregistrements alors que le coefficient a3 change, passant d'environ 1,85 à 1,25. Seul le coefficient a2 peut donc être considéré comme constant sur l'ensemble des deux expériences. La formule (2) est ainsi validée.

 

(1): Les mobiles à étincelage sont généralement livrés avec des surcharges tandis que les mobiles des tables à digitaliser n'en possèdent pas. Il convient donc si on utilise ces derniers de fabriquer des surcharges. La soufflerie est assez puissante, on peut utiliser des surcharges de masse importante (200 à 300g ). Sur le nouveau catalogue Pierron (2002-2003) on peut trouver des surcharges de 100 g pour l'autoporteur des tables à digitaliser.