Les lois de Newton: Etude des lois de la dynamique et de la conservation de la quantité de mouvement

Résumé du document

Objectifs:
1) Vérifier les trois lois de Newton.
2) Vérifier la loi de la conservation de la quantité de mouvement (référentiel du laboratoire et barycentrique).
3) Déterminer la nature du choc.

Deux mobiles A et B de forme cylindrique munis de bagues à ressorts de masse mA= 1.340 kg et mB= 0.670 kg sont lancés sur une table à coussin d'air afin de réduire les frottements de surface. Un choc pas trop violent se produit alors. L'enregistrement de la position du centre d'inertie de chaque mobile se fait pendant des intervalles de temps égaux à 60 ms.

Extraits

[...] On obtient : On remarque que On en déduit que la quantité de mouvement total est conservée. Les 2 vecteurs on la même direction et le même sens. La quantité de mouvement total est conservée, la quantité de mouvement total avant le choc est la même que la quantité de mouvement total après le choc. 3ème partie : Conservation de l'énergie cinétique totale : On calcule l'énergie cinétique totale avec obtient le tableau suivant : Avant le choc Mobile ( ( ) ) , avant et après le choc, on Après le choc ( ( ) ) Mobile On remarque que l'énergie cinétique totale est conservée, on en déduit que le choc est élastique. [...]

[...] Le point ) et ( ainsi que celui des droites d'impact est le point d'intersection des droites ( ( ) et ( ) ? . Forces s'exerçant de sur et de sur . : On a : La quantité de mouvement : La force : . On obtient donc, en mesurant avec la règle : , donc on prend . On ne connait pas On obtient alors : On représente ces vecteurs sur la feuille annexe en prenant On remarque que respectée. [...]

[...] Le référentiel barycentrique est donc un référentiel galiléen. et On calcule les vitesses dans le référentiel barycentrique avec la formule : Les vitesses des mobiles dans le référentiel barycentrique est : Avant le choc ( Mobile ( Mobile ) ( ) Après le choc ( ) ) Page 5 et On calcule la quantité de mouvement avec la formule : Avant le choc Mobile A Mobile B On constate que la quantité de mouvement est conservée : Donc la quantité de mouvement total, est toujours conservée : Démonstration : Soient les vitesses des mobiles de masses choc, la quantité de mouvement se conservant, on peut alors écrire : . [...]

[...] Exploitation du document : 1ère partie : Lois de Newton Représentation des vecteurs quantités de mouvement : 1ère phase : avant le choc 2ème phase : pendant le choc 3ème phase : après le choc On calcule les vitesses, avec , et les quantités de mouvement pour les 2 mobiles, avec , avant et après le choc, on obtient le tableau suivant : Avant le choc Mobile Après le choc Mobile On représente les vecteurs quantité de mouvement sur la feuille en annexe en prenant . Nature du mouvement : Dans les phases 1 et le mouvement des mobiles est rectiligne et uniforme car les points sont alignés et l'intervalle de temps est constant. De plus les mobiles respectent la 1 ère loi de Newton : les vecteurs vitesses sont donc conservées, ils sont constants. Page 2 On représente sur la feuille annexe la variation de quantité de mouvement. [...]

[...] INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIIENCS AVANCEES TP Physique Générale 1 Les lois de Newton Thibaut Robert B2 04/01/2012 Etude des lois de la dynamique et de la conservation de la quantité de mouvement. Table des matières I. II. III. BUT CONDITIONS DE L'EXPERIENCE EXPLOITATION DU DOCUMENT : 1ERE PARTIE : LOIS DE NEWTON 2EME PARTIE : CONSERVATION DE LA QUANTITE DE MOUVEMENT : 3EME PARTIE : CONSERVATION DE L'ENERGIE CINETIQUE TOTALE : 4EME PARTIE : LE REFERENTIEL BARYCENTRIQUE : Page 1 I. [...]