tp : promenons-nous dans les champs
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CHAPITRE 6 : MOUVEMENTS DANS UN CHAMP UNIFORME THÈME 2 : LOIS ET MODÈLES ACTIVITÉ 1 TP : PROMENONS-NOUS DANS LES CHAMPS A. MOUVEMENT D'UN PROJECTILE DANS LE CHAMP DE PESANTEUR UNIFORME 1. Étude expérimentale relations théoriques coordonnées du vecteur vitesse v dOM v x dx / dt dt v y dy / dt coordonnées du vecteur accélération a dv a x dv x / dt dt a y dv y / dt transcription dans LatisPro méthode 1 méthode 2 Traitements / =deriv(x) Calculs spécifiques / =deriv(y) Dérivée Traitements / =deriv(Vx) Calculs spécifiques / =deriv(Vy) Dérivée 2. Exploitation a. Système : balle modélisée par son centre d'inertie M Référentiel : terrestre considéré galiléen Bilan des forces : poids P Les autres forces sont négligées : frottements de l'air et poussée d'Archimède. 2ème loi de Newton : Fext m.a d'où m.g m.a soit a g a x dv x / dt 0 (1) a a y dv y / dt g (2) Bon accord en modélisant par des constantes : ax 0 ay exp = –10,3m.s–2 –g = –9,81m.s–2 (écart relatif : 4,9%) a dv dt et donc v x C1 v0x v0 .cos C1 b. Par intégration : v or v 0 v0 v y gt C2 v0y v0 .sin C2 v x v0 .cos (3) d'où par identification : v équations horaires de la vitesse v y gt v0 .sin (4) La modélisation de vx par une constante donne : Vx = 5,00m.s–1 La modélisation de vy par une fonction affine donne : Vy = 6,32 – 9,74.t Le coefficient directeur théorique de la courbe vy(t) est égal à –g bon accord (écart relatif : 0,71%) c. v dOM dt v x dx / dt v0 .cos et donc v v y dy / dt gt v0 .sin x v0 .cos .t C3 x 0 0 C3 Par intégration : OM or OM 0 OM 0 1 2 y0 0 C4 y gt v0 .sin .t C4 2 (5) x v0 .cos .t d'où par identification : OM équations horaires de la position de la balle 1 2 y gt v0 .sin .t (6) 2 2 x 1 x x d. Éliminons le temps t : (5) donne : t d’où dans (6) : y g v 0 .sin . v 0 .cos 2 v 0 .cos v 0 .cos soit : y g x 2 tan .x 2v 02 .cos2 v0.sin() droite de coefficient directeur v0.cos() v0.cos() droite de coefficient directeur : –g.t (5) x v0 .cos .t OM 1 2 y gt v0 .sin .t (6) 2 (3) v x v0 .cos v v gt v .sin (4) 0 y –g a x dv x / dt 0 (1) a a y dv y / dt g (2) y g x 2 tan .x 2v0 2 .cos 2 B. SIMULATIONS DE MOUVEMENTS DANS DES CHAMPS UNIFORMES 1. Paramètres qui influent sur l'allure de la trajectoire d'un projectile dans le champ de pesanteur : v0, et g 2. Paramètres qui influent sur l'allure de la trajectoire d'une particule chargée en mouvement dans un champ électrique : v0, , q, m et E. 3. Tableau : paramètres influant sur la trajectoire mouvement dans un champ de pesanteur mouvement dans un champ électrique paramètres relatifs au système - q et m paramètres relatifs aux conditions initiales v0 et v0 et paramètres relatifs au milieu extérieur g E