Physique
Mécanique
La conservation de l'énergie
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But de l'expérience :
Vérifier le principe de conservation de l'énergie mécanique.
Objectifs :
1. L'élève devra être
en mesure de calculer la valeur des différentes formes d'énergie
présentes dans le montage expérimental.
2. L'élève devra être capable
d'illustrer convenablement les résultats de l'expérience par un graphique.
3. L'élève devra être capable
d'analyser correctement l'information donnée par le graphique.
Montage :

Manipulations
A. Indiquez, sur la
feuille d'enregistrement, la position du centre de la rondelle lorsque le
ressort n'est pas étiré. Dans
cette position (x = 0), la rondelle
ainsi que la masse suspendue sont immobiles et cette dernière est à une distance
H du sol.
B. Notez
les valeurs de M, m, k et H.
C. Enregistrez
le mouvement de la rondelle de masse M sur la table à coussin d'air
(la position de la rondelle s'enregistre à tous les 0,05 s).
Analyse de l'enregistrement
Numérotez, de 0 à
15 les points enregistrés en commençant par le troisième point.
Déterminez la coordonnée de position de la
rondelle pour chacun des points numérotés. Considérez que x = 0 à
l'endroit où le ressort n'est pas étiré (voir schéma). La position
de la rondelle ainsi que l'allongement du ressort sont donc identiques
(attention, à t = 0, xo > 0 ).
Calculez la vitesse de la bille
lorsqu'elle passe par chacun des points numérotés.
Faites le calcul de l'incertitude absolue associée
aux vitesses calculées. Considérez négligeable l'incertitude associée aux intervalles
de temps.
Regroupez vos résultats pour la position,
la vitesse, l'énergie cinétique totale ; l'énergie
potentielle élastique du ressort ; l'énergie potentielle
gravitationnelle ainsi que l'énergie mécanique totale du système dans le
tableau suivant :
Faites (à l'aide d'Excel)
un graphique de l'énergie cinétique totale ;
de l'énergie
potentielle élastique du ressort ; de l'énergie potentielle
gravitationnelle ; de l'énergie mécanique totale du système en fonction
de la position de la rondelle.
L'énergie
mécanique totale du système est-elle conservée ?
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