RECHERCHE D’UN MODELE DE FORCE DE FROTTEMENT Partie A. Exploitation de l’enregistrement A1. mouvement de la bille Entre les points M15 et M21 la distance parcourue par la bille à intervalles de temps réguliers est la même. LE document 2 confirme cette observation : la vitesse reste constante. Le mouvement est uniforme. La trajectoire est une droite d’après le document 1 donc le mouvement est rectiligne uniforme. Le principe d’inertie est donc à appliquer c’est à dire la première loi de Newton. Dans le référentiel terrestre galiléen, la bille est animée d’un mouvement rectiligne uniforme. Les forces qui lui sont appliquées se compensent. A2. la colonne temps « t (ms) » . Les prises de vue sont prises à 50 images par seconde. Le temps écoulé entre deux images est donc 1/50 = 20.10-3 soit 20ms. La bille est photographiée toutes les 20ms. Partie B. Étude cinématique B1. VM6 = vitesse M6.

M5 M 7 2×τ

observons l’échelle des distances : 10,8cm ⇔ 242 mm en réalité Donc M5M7mesuré = 1,3cm correspond à M5M7 =1,3×242 /10,8=29,1mm ,

29,1.10−3 donc VM6 = 2×20.10−3
B2. accélération M18.

=0,73m.s-1

∆v17,19 aM18 =

v19 −v17 = 2×τ mesurons la longueur du vecteur ∆v17,19 =  v19 −v17 =0 m.s-1

2×τ

(remarque ICI : puisque le mouvement est rectiligne

∆v17,19 = v19 – v17 = 0,95-0,95=0 m.s-1)

donc l’accélération est nulle aM18=0 . Le résultat est compatible avec la question A1. Puisque le mouvement est rectiligne uniforme la vitesse est constante et comme a = dv / dt alors dv/dt =0 donc a=0. Partie C. Étude dynamique C1. forces s’exerçant au centre d’inertie G .

P : poids

PA : poussée d’Archimède et f : force de frottement du fluide.

Stephy72

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C2. masse m de la bille. On sait que le volume de la bille est : V = 0,52 cm3 ; Et sa masse volumique de l’acier : ρ A = 7850 kg/m3 Or ρA = m

2005 REUNION

V

donc m = ρA×V = 7850×0,52.10-6 = 4,10.10-3kg = 4,10g

C3.

poussée d’Archimède, PA.

PA = m fluide×g= ρH×V×g =