PHYSIQUE EXPERIMENTALE CAHIER DE LABORATOIRE

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4 Expérience MEC-1 Soit le chariot C. Tout d’abord, on définit le référentiel par rapport auquel on mesure le mouvement du chariot. Pour cela, il faut connaître les forces qui s’exercent sur le mobile. Dans le cas du plan incliné, il y a : - le poids du chariot mg (vers le bas), - la réaction du rail R (perpendiculaire au plan incliné). On choisit donc un référentiel fixé au plan incliné (figure 5), dont - l’axe x est parallèle au plan incliné, - l’axe y est perpendiculaire au plan incliné, - l’origine O est au centre du chariot. Figure 5 Ensuite, on applique la 2 e loi de Newton : res F = mg + R = ma . Le poids du chariot mg est décomposé en une composante normale N et une composante tangentielle T (voir figure 6). Figure 6
5 Expérience MEC-1 La réaction du rail R équilibre la composante N , ce qui revient à dire que le chariot ne peut pas passer à travers le rail. La force résultante responsable du mouvement du chariot sera donc : T = mg sin( α) Par la 2 e loi de Newton, l'accélération subie par le chariot sera donc : a = gsin( α) Marquez, sur la bande de papier thermique, l’emplacement des points P1 et P2, situés dans le prolongement des deux vis (voir figure 4). Cela sera utile pour la 3 ème partie de l’expérience. Retirez l’élastique pour que le chariot ait une vitesse initiale nulle. Tenez le chariot au sommet du plan incliné et lâchez-le. Calculez, à l’aide des marques de position laissées par les étincelles sur le papier thermique, la vitesse du chariot en fonction du temps (tableau 2). Portez vos points expérimentaux en graphique. Déterminez graphiquement la valeur de a qui est la pente de la droite v(t) conformément à l'équation (11). a : ε a : a = ± Enfin, déduisez-en la valeur de g, en sachant que a = gsin( α) g : ε g : g = ±
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