3.1PROTOCOLE EXPERIMENTAL

3.1 Protocole expérimental 

 

Protocole expérimental : Une voiture téléguidée amorce en A une descente sans vitesse initiale le long d'une pente AB . A partir du point B, le mobile entame son mouvement sur un plan rectiligne et horizontale puis il termine sa course en un point C situé sur ce meme plan.

Replaçons l'expérience dans son contexte en visualisant la vidéo ci-dessous :

On mesure la masse de la voiture à l'aide d'une balance électronique: m=3.0Kg.

Calcul du coefficient de frottements statique:

On note X (ici sur notre schéma) l'angle d'inclinaison de la pente par rapport à l'honrizontale et pour lequel le système demeure au repos.

sinX= za-zb/ AB

avec za-zb= 35cm et AB = 98cm

d'où X= sin-1(za-zb/ AB)

Application numérique: X= sin-1 (35/98)= 21°(valeur approximative).

 

L'enregistrement vidéo de l'expérience a servi de base a un pointage rigoureux parle biais du logiciel AVIMECA:


Ce pointage a débouché sur la courbe représentant la vitesse de la voiture en fonction du temps :


Nous signalons que la vitesse de la voiture au moment ou elle atteint la pente correspond à VB marquée sur la graphique par le réticulum.

Etude de la courbe: La courbe ci-dessus peut être divisée en 2 phases:

_ L a 1ere phase: elle commence au début et se termine a environ 0.9 secondes. Pendant cette période, le mouvement est accéléré puisque la vitesse augmente. Cette phase correspond au moment où la voiture est en train de descendre la pente.

_ La 2eme phase: elle commence à 0.9 secondes et dure jusqu'a la fin du trajet effectué par la voiture téléguidée. Pendant cette période le mouvement est ralenti puisque la vitesse diminue. Cependant, on constate que de tant en temps la vitesse augmente alors que le mouvement est censé être ralenti. Cette augmentation et diminution répétitive de la vitesse est du la force des roues motrices de notre voiture téléguidée qui augmente légèrement la vitesse de la voiture. Cette phase correspond au moment où la voiture à terminer de descendre la pente.

Nous rappelons la problématique de l'expérience :

Comment déterminer la distance entre les points A et C en utilisant la force de frottement et le théorème de l’énergie cinétique ?

 

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