Physique
Mécanique

Le mouvement à deux dimensions

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But de l'expérience : Étudier le mouvement d'une particule dans un espace à deux dimensions.

Objectifs : 

1. L'élève devra être capable d'obtenir les équations paramétriques du mouvement.

2. L'élève devra être capable de déduire l'équation de la trajectoire du disque.

3. L'élève devra être capable de trouver l'accélération résultante du disque par une analyse vectorielle de la vitesse du disque.

Manipulations

Enregistrement de la trajectoire

  • Placez le bas de la feuille contre la bordure de la table.

  • Faites quelques essais de lancement afin d'obtenir une trajectoire occupant une grande partie de l'espace disponible sur la feuille.

Feuille d'enregistrement :

Analyse de l'enregistrement

  • Choisissez et numérotez une quinzaine de points consécutifs sur la trajectoire (numérotez les points en commençant par 0).

  • Assurez-vous que le premier point considéré est à au moins 10 cm du bas de la feuille (c'est le point numéroté 0). Ce point sera l'origine de votre système d'axes.

  • Tracez les axes x et y en vous assurant qu'ils sont parallèles aux bords de votre feuille.

  • Déterminez les coordonnées de position du disque pour chacun des points numérotés.

  • Calculez la valeur des composantes de la vitesse pour chacun des points numérotés. L'intervalle de temps entre deux points successifs sur l'enregistrement est de 0,1 s.

  • Regroupez vos résultats pour les coordonnées de position ainsi que pour les composantes de la vitesse en fonction du temps dans un tableau.

  • Faites les graphiques suivants dans EXCEL :
    - coordonnée de position x en fonction du temps
    - coordonnée de position y en fonction du temps
    - composante vx en fonction du temps
    - composante vy en fonction du temps

  • En vous basant sur les graphiques, déterminez les valeurs de vxo , vyo , ax et ay .

vxo = vyo =
ax = ay =

 

  • Écrivez les équations paramétriques du mouvement en considérant que ax = 0 et xo = 0.

  x =
  y =

 

  • Écrivez l'équation de la trajectoire obtenue à partir des équations paramétriques :

  y =

 

  • Comparez les coordonnées du sommet de la trajectoire sur la feuille d'enregistrement à celles que vous pouvez calculer en utilisant l'équation de la trajectoire.

a. Sur la feuille d'enregistrement

  xs =    ys =

b. D'après l'équation de la trajectoire

  xs =    ys =
  • Quelle est l’équation de la trajectoire selon EXCEL ?

  y =
 

http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/rfoy
(1998-2009) La physique en ligne