CHUTE LIBRE

Realisé par : Soukaina El Aoussi /Sara EL Jazouli /Amine Dalli

2009/2010

I- But de la manipulation :
La manipulation repose sur l’étude du mouvement d’une bille en acier soumise au champ de gravitation terrestre (chute libre).

II- Appareillage et principe :
Si on relâche un corps de masse m dans le champ de gravitation terrestre, celui-ci décrit un mouvement rectiligne uniformément accéléré dont l’accélération est celle de la pesanteur.
L’appareillage de chute libre se compose essentiellement d’un :

Déclencheur

Interrupteur à bascule.

Compteur digital électrique.

D’une règle graduée.

III- Etude théorique :
a) Application de la loi fondamentale de la dynamique :
D’après le principe fondamental de la dynamique on a: F

ext

 m

Or P (poids de la bille) est la seule force appliquée à celle-ci donc le PFD s’écrit :

P  m
En projetant sur (Oz), on trouve :

P  m
Donc
Ainsi

or

P  mg

mg  m  g 

Et puisque la bille décrit un mouvement rectiligne uniformément accéléré, son équation du mouvement s’écrit :

1 z   t 2  V 0t  z 0
2
Realisé par : Soukaina El Aoussi /Sara EL Jazouli /Amine Dalli

2009/2010

Et on sait qu’à

z 

Donc

(t  0) on a (V 0  0) et (z 0  0)

1 2
t
2

Enfin on trouve :

or z  h et

h 

 g

1 2 gt 2

b) Le corps qui touchera la terre le premier :
En négligeant la résistance de l’air, les deux corps subissent une seule force qui est P .
Etant donné que les deux corps sont différents de masse tel que m 1  m 2 et relâchés sans vitesse initiale de la même altitude donc :

1 h1  gt 12
2
Et

h2 

pour le premier corps

1 2 gt 2 pour le deuxième corps
2

Donc :

h1  h2 
Donc

1 2 1 2 gt 1  gt 2
2
2

t1  t 2

 Comme t 1  t 2 les deux corps toucheront le sol dans un seul instant.
IV- Manipulation :

- Etude de la hauteur en fonction du temps.
Z (cm)

t1(ms)

t2(ms)

t3(ms)