Étude du mouvement d'un solide
 

I. Objectifs

• Être capable d'identifier le type du mouvement d'un solide.
• Être capable de déterminer la vitesse instantanée d'un mobile.
• Savoir tracer un vecteur vitesse.
• Connaître la relation entre vitesse linéaire et vitesse angulaire.
   

II. Étude de différents mouvements pour un solide

1. Matériel

Ordinateur + logiciel CD MOVIE.

2. Manipulation

Pour chacun des mouvements suivants, relever les positions successives de deux points du mobile au cours du temps. En déduire les caractéristiques du mouvement ainsi que sa nature.

• 1^er mouvement: fichier TRAPMP.MOV (Image -> Série d'images -> Par nom de fichier)
• 2^ème mouvement: fichier TOURDI.MOV
• 3^ème mouvement: fichier ESGLTR.MOV
   

III. Étude du centre d'inertie

1. Matériel

• Table à coussin d'air horizontale.
• Mobile muni d'un éclateur central A et d'un éclateur périphérique B.

2. Manipulation

Lancer le mobile et déclencher les impulsions (intervalle entre deux impulsions: 20ms).

3. Exploitation

Que peut-on dire des trajectoires des points A et B?
Que peut-on dire du point A?
 

IV. Vecteur vitesse

1. Matériel

• Table à coussin d'air.
• Valet élévateur.

2. Manipulations

Incliner la table à coussin d'air d'un angle a par rapport à l'horizontale à l'aide du valet élévateur.
Lancer le mobile de façon à obtenir un mouvement parabolique et déclencher les impulsions (intervalle entre deux impulsions: 40ms).

3. Exploitation

Sélectionner un point M proche du sommet de la trajectoire et déterminer la vitesse instantanée du mobile en ce point.
Tracer le vecteur vitesse du mobile au point M (échelle 1cm<->0,05m.s^-1).
 

V. Étude d'un mouvement circulaire uniforme

1) Matériel:

• Table à coussin d'air horizontale.
• Plot central muni d'un axe.
• Fil.

2) Manipulation:

Fixer le solide par un fil sur l'axe.
Repérer la position O de l'axe.
Lancer le solide: celui-ci effectue un mouvement circulaire.
Déclencher les impulsions.

3) Exploitation:

a) Vitesse linéaire:

Numéroter les points de l'enregistrement (M₀, M₁, ...).
Déterminer la vitesse instantanée du mobile lors de son passage au point M₁₀.
En déduire la vitesse moyenne du mobile entre les points M₀ et M₁₀.
Tracer le vecteur vitesse du mobile au point M₁₀.

b) Vitesse angulaire:

Mesurer à l'aide d'un rapporteur la valeur q de l'angle (OM₁₀,OM₁₈).
En déduire la valeur de la vitesse angulaire w du mobile.
Mesurer le rayon R de la trajectoire.
Calculer la quantité R.w. Comparer R.w à la vitesse moyenne du mobile.

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