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  • Publié le : 28 novembre 2010
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ETUDE DE FORCES MACROSCOPIQUES

Poids d'un solide.
Une masse marquée m de valeur 50,0 g est posée, immobile, sur une table.
Donner les caractéristiques du poidsde ce corps. Le représenter sur le schéma suivant en indiquant l'échelle des vecteurs forces utilisée.

Données : valeur de la pesanteur

p
ce poids est une force verticale , orientée vers le bas, appliquée au centre degravité et de valeurs P= mg = 50.10-3 * 9.8 P= 0.49 N





2) Donner les caractéristiques de la force gravitationnelleexercée par la Terre sur cette masse marquée. Exprimer puis calculer cette force. Comparer à la valeur obtenue précédemment et conclure.
Données : rayon de la Terre
masse de la Terre
constante de la gravitation
la force gravitationnellle exercée par laterre sur l'objet est orienter vers le centre de la terre donc vers le bas . Elle a la meme direction que la droite reliant les 2 centres donc vertical . Elle est appliquée au centre de gravité . Elle a pour valeurs Fg = ( G (m(o)* Mt )/ (Rt²)

Fg = 0,49 N
Le poids et la force gravitationnelle ont le même sens la même direction et le même point d'application et la même valeurs , il s'agitdonc d'une seule et même force

Force de rappel exercée par un ressort.
Cette masse marquée m est suspendue, immobile, à l'extrémité d'un ressort vertical, de longueur à vide notée L0. On étudie le système {masse marquée m} dans le référentiel terrestre supposée Galiléen.

Enoncer le principe d'inertie (appelé aussi première loi de Newton). En déduire la valeur, la direction et le sensde la forceexercée par le ressort sur la masse marquée m.
L -Lo = Delta (L) ( Allongement du ressort )

Un corps isolé ou soumis a des forces qui se compense est soit immobile soit animer d'un mouvement rectiligne uniforme. Ici , le corps etant immobile , les forces qui s'exerce dessus doivent se compenser

Don la force de rappelle est verticale et orienter vers haut , sa valeur est
F =P = mg = 0.49 N
On admet que cette forceest appliquée au point d'attache de la masse marquée au ressort. Représenter sur le schéma précédent les vecteurs forcesetappliqués à la masse marquée en indiquant l'échelle utilisée.
On note L la longueur du ressort lorsque la masse m y est accroché. Suspendre tour à tour chacune des masses suivante et noter à chaque fois la valeur del'allongementdu ressort.
m (en kg) | 0 | 0,020 | 0,050 | 0,100 | 0,150 | 0,200 |
en cm | 0 | 2,4 | 5,9 | 11,7 | 17,4 | 23 |

A l'aide du logiciel Généris, tracer le graphe. On rappelle qu'à l'équilibre.

Modéliser cette courbe à l'aide du modèle qui vous semble le plus approprié. Noter son équation et représenter ci-dessous son allure enindiquant le nom et l'unité des grandeurs portées en abscisse et en ordonnée. Que peut-on dire des grandeurs F et?
F et dL sont proportionnels : F=8,52*dL. Où F est la force de rappel, dL est l'allongement, 8;52 est la raideur du ressort (k).

le graphe est une fonction linéaire les grandeurs F et dL sont proportionnelles,

La loi de Hooke permet de relier l'allongement d'un ressort à lavaleur de la force exercée : où k s'exprime en N.m-1 et est appelé raideur du ressort.
a) Déduire des résultats précédents la valeur de la raideur du ressort utilisé.
D'après le modèle trouvé, la raideur du ressort est de 8,52 N.m-1.
b) On suspend deux masses identiques m à deux ressorts de raideur k1 et k2 telles que k1 > k2. Comparer les allongementset .
Si k1>k2 :Les deux massessuspendues sont identiques d'où P1=P2=P ainsi F1=F2=F=P d'où F=k1dL1 pour le ressort n°1 F=k2dl2 pour le ressort n°2. K1dL1=k2dL2. DL1= k2/k1dL2 d'où dL1<dL2. L'allongement d'un ressort est d'autant plus faible que sa raideur est grande. C'est le ressort le plus raide , c'est a dire celui qui a la raideur la plus grande qui aura l'allongement le plus petit.
c) On suspend un corps inconnu...
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