LABORATOIRE 12
On tourne en rond?

1- But :
Le but de cette expérience est de déterminer la relation entre la vitesse de rotation d’un objet et la force centripète exercée sur ce dernier. L’utilisation d’un dynamomètre, d’un poids, d’un fil de pêche ainsi que de différentes formules seront utilisés afin de déterminer la relation entre la vitesse de rotation et la force centripète. Les variables indépendantes seront la masse du poids et la force centripète. Les variables dépendantes seront la vitesse de rotation et le rayon du cercle.

2- Hypothèse :
Nous supposons que la vitesse de rotation (v) du poids augmentera en fonction de l’augmentation de la force centripète (Fc) parce que selon la formule Fc=mv2/r, si la masse du poids est constante (soit 0,05 kg) et que le rayon ne varie que de peu, nous pouvons déduire que plus la force centripète augmentera, plus la vitesse de rotation augmentera.

3- Résultats et tableaux : 3.1- Tableau 1 :

Tableau représentant la force centripète en fonction du nombre de rotations de l’objet et du rayon du cercle.
Force centripète
(N)
(± 0,005)
Nombre de rotations en 20 secondes

Rayon du cercle
(m)
(±0,05)
1,500
22
0,55
2,000
25
0,56
2,500
28
0,57
3.2- Tableau 2 :

Tableau représentant la circonférence de l’orbite et la vitesse de rotation expérimentale et théorique du poids en fonction du temps écoulé par tour.
Temps par tour
(s)

Circonférence de l’orbite d’écrite par le poids
(m)
(±0,05)
Vitesse de rotation expérimentale
(m/s)

Vitesse de rotation théorique
(m/s)

0,90
3,46
3,80
4,06
0,80
3,51
4,38
4,72
0,71
3,61
5,05
5,36

4 – Calculs : 4.1- Calcul du temps pour faire un tour (essai #1) : 20 s / 22 tours= 0,90 s/tour

4.2- Calcul de la circonférence de l’orbite décrite par le poids (essai #1) : Circonférence = 2πr 2π(0,55) = 3,46 m

4.3- Calcul de la vitesse de rotation expérimentale (essai #1) : V = d/∆T V = 3,46m / 0,90s V = 3,8 m/s