|
étude énergétique d'un mobile autoporteur (groupe II bac juin 97)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
frottement solide sur plan incliné énergie cinétique |
On se propose de mesurer l'intensité des actions de frottement qui agissent sur un mobile autoporteur en mouvement. Ces actions seront modélisées par une force constante, de sens opposé au vecteur vitesse. Ce mobile, de centre d'inertie G, de masse m, est abandonné sans vitesse sur une table à digitaliser, inclinée d'un angle a par rapport à l'horizontale. Au cours de son mouvement, le mobile suit la ligne de plus grande pente, de direction Ox, la position de G est repérée en fonction du temps par sa coordonnée x dans le repère , et transmise à un ordinateur. Les valeurs de x aux dates des relevés, figurent dans le tableau ci-joint, accompagnés du résultat du calcul de la plupart des vitesses instantanées et énergies cinétiques Ec du mobile en translation
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Dt =0,0551-0,0277 = 0,0274 s vitesse à la date t= 0,0414 s : 0,019 / 0,0274 = 0,693 m s-1. énergie cinétique à cette date : 0,5 mv² = 0,5*0,22*0,693 ² = 0,0528 J énergie cinétique initiale : Ec(A) énergie cinétique à la date t : Ec(B)=0,5 mv² varaition énergie cinétique : Ec(B)-Ec(A) travail du poids au cours de la descente :mg l sina travail des frottements : -f l th de l'énergie cinétique : Ec(B)-Ec(A) =( mg sin a -f) l.(1)
coefficient directeur de la droite : (0,092 -0,043) / (0,1022-0,0083) = 0,52 Ec(B) = 0,52 * l + Ec(A) (2) par identification (1) et (2) donnent : mg sin a -f =0,52 f = mg sin a -0,52 =0,22*9,8*sin15-0,52 f=0,558-0,52 = 0,038 N
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|