TP N°…. DE PHYSIQUE : SITUATIONS D'EQUILIBRE

Solide suspendu à l'extrémité d'un ressort

Expérience :
Le ressort est suspendu à une potence. Un index permet de déterminer la position de l’extrémité inférieure du ressort par rapport aux graduations d’une réglette verticale.
Faites coïncider la position de l’index avec le zéro de la réglette lorsque le ressort est à vide.
Placez différentes masses (comprises entre 50 et 300g) à l’extrémité du ressort et relevez à chaque fois la nouvelle position de l’index . déduisez-en à chaque fois l’allongement du ressort l (ou x) tel que l = l - lo = x (l : longueur du ressort pour une masse marquée donnée ; lo : longueur à vide du ressort)

Questions :
Après avoir déterminé le système étudié et le référentiel d'étude, faites le bilan des forces qui s'exercent sur la masse m accrochée au ressort.
La masse marquée étant à l’équilibre, que peut on en déduire concernant ces forces ?
Sur un schéma, représentez ces forces sans considération d'échelle.
Recopiez et remplissez le tableau suivant:

m [g]

P [N]

T [N]

l [m]

Exploitation des résultats
Tracez la courbe représentant la tension du ressort en fonction de son allongement.
Déterminez l’équation de cette courbe.
On appelle constante de raideur k le coefficient de proportionnalité entre la tension et l'allongement. Déterminez la constante de raideur du ressort utilisé et donnez son unité.

Utilisation de la courbe d'étalonnage du ressort utilisé précédemment :

Situation : un cylindre de masse inconnue est suspendu au ressort étalonné.
Mettez en œuvre la situation proposée ci-dessus.
Après avoir déterminé le système étudié et le référentiel d'étude, faites le bilan des forces qui s'exercent sur le cylindre.
Déterminez la masse du solide suspendu.
Comparez cette valeur déterminée expérimentalement à celle donnée par la balance.
Représentez la situation ainsi que les forces qui s'exercent sur le