Mouvement rectiligne uniforme lab

Authors Avatar by soniaamel (student)

But:   Trouver une relation mathématique qui relie le degrés d'inclinaison d'une pente à l'accélération . Pour cela, on doit produire un mouvement rectiligne uniforme accéléré à l'aide d'un chariot que l'on va laisser tomber sur un plan incliné. On doit refaire plusieurs fois l'expérience pour changer à chaque fois le degrés d'inclinaison du plan. Puis, on va analyser la façon dont varie l'accélération à chaque fois qu'on change l'angle.  Dans ce laboratoire, la variable indépendante est le sinus de l'angle de la pente. La variable dépendante  est l'accélération en m/s². Les variables constantes sont la masse du chariot, la résistance de l'air, la friction avec le plan incliné et le plan incliné en tant que tel.

Hypothèse:  Selon moi, plus le degrés de la pente sera élevé, plus la vitesse du chariot sera grande.  En fait, je crois que l'angle à une influence indirecte sur l'accélération du chariot.  La vitesse initiale sera toujours de 0 m/s quelque soit le degrés d'inclinaison. Toutefois, en faisant varier la vitesse, l'angle de la pente va aussi faire varier le

. Je pense qu'en ayant un plus grand angle, la vitesse finale sera plus grande et le

 sera plus petit, car le chariot parcourra la même distance plus rapidement. C'est en effet cela qui va faire varier l'accélération. Enfin, plus le

 est petit et  plus la Vf est grande, plus l'accélération sera grande. Pour ce qui est du graphique de l'accélération en fonction de l'angle, je crois d'abord que les données formeront une droite oblique croissante, car plus l'angle sera grand, plus l'accélération sera grande.

Matériel:

1- plan incliné de 60 cm ajustable à différents degrés

2- chariot à faible frottement

3- ruban enregistreur

4-  ruban adhésif

5- table

6- Chronomètre à étincelle

Manipulations:

1- Mesurer la longueur du plan incliné

2- Brancher le chronomètre à étincelle , le régler à 60hz et le placer au bout de la table

3- Insérer le ruban dans le chronomètre en le laissant dépasser légèrement

4- Fixer l’extrémité du ruban enregistreur au chariot à l’aide d’un ruban adhésif

5- Demander à une personne de se placer à côté de la table en face du plan incliné pour  arrêter le chariot juste après qu'il ait parcouru la distance du plan incliné

6- Ajuster le plan à une inclinaison de 10°

7- Mettre le chariot au bout du plan incliné et demander à quelqu'un de le retenir

8- Demander à une personne de maintenir le chronomètre à étincelle à la hauteur de plan incliné

9- Démarrer le chronomètre, et simultanément laisser glisser légèrement  le chariot sur le plan incliné

10- Arrêter le chronomètre au moment où le chariot tombe  du plan et atterri sur la table

11-  Retirer le ruban enregistreur et s’assurer que tous les points sont visibles sur le ruban. Sinon, refaire l’expérience.

12-  Inscrire sur le ruban le degrés d'inclinaison utilisé lors de cette expérience

13-  Identifier le point qui correspond au début du mouvement  soit lorsque le  chariot n’a pas encore commencé à se déplacer et marquer ce point comme t= 0,00s   et x= 0,0 cm

14- Refaire les étapes 1 à 13 sept fois pour recueillir plusieurs données en changeant à chaque fois l'angle d'inclinaison de la pente

15- Compter trois points à partir de la marque correspondant à la position 0,0 cm   et identifier le dernier de ces trois points t= 0,05 s. Faire cela pour chaque ruban.

16- A partir de cette nouvelle marque, compter trois points et identifier le dernier de ces trois points t= 0,10s

17 - Poursuivre l’indentification d’un point sur trois jusqu’à la fin de chaque ruban enregistreur.

18 -Trouver le déplacement  du chariot à chaque intervalle de temps en prenant toujours  la mesure à partir de la position initiale ( 0,0 cm)

19- Trouver le déplacement  du chariot à chaque intervalle de temps en prenant toujours  la mesure à partir de la position initiale ( 0,0 cm)

20- Remplir le tableau des données brutes de la position du chariot en fonction du temps

21- Faire un deuxième tableau de la vitesse et de l'accélération du chariot en fonction du temps pour chaque expérience

22- Dresser un 3ième tableau de l'accélération en fonction de la vitesse

24-   Tracer trois graphiques:  - position en fonction du temps selon l'angle d'inclinaison

                                               - vitesse en fonction du temps selon l'angle d'inclinaison

                                             - l'accélération en fonction de l'angle d'inclinaison

- Pour répondre au but, je dois d'abord analyser les données. Pour analyser les données, je vais d'abord dresser un premier tableau de la position du chariot en cm en fonction du temps en seconde.  Le tableau sera assez grand pour contenir la position en fonction du temps de  chaque angle utilisé, donc de chaque expérience. Ensuite, je vais tracer un graphique de la position en fonction du temps pour les  données des 7 expériences. Puis, je vais analyser chaque   droite obtenue et voir si elle correspond à une droite qui illustre un mouvement rectiligne uniforme accéléré. Après, je vais devoir calculer la vitesse en m/s du chariot et son accélération selon chaque angle d'inclinaison. Dans un deuxième tableau, je dresse toutes ces données. Par la suite, je vais devoir tracer un graphique de la vitesse en fonction du temps. Par après, je vais prendre deux points sur chaque  droite tracée dans le graphique de la vitesse en fonction du temps  et trouver la pente de chacune de ces droites. Grâce à la pente de chaque droite, j'obtiendrais une accélération moyenne de toutes les données recueillies . Ainsi, je vais faire un tableau du sinus de l'angle en fonction de la pente de chaque droite ( pente= accélération m/s²). Pour continuer, je vais dresser un tableau de l'accélération en fonction du sinus de l'angle . Finalement, je vais tracer un graphique de l'accélération en fonction du sinus de l'angle. Et enfin, à partir de l’allure des droites des graphiques et des tendances remarquées, je pourrais essayer d'établir une relation mathématique qui relie le sinus de l'angle  à l'accélération.

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Résultats:

Tableau 1:  La position du chariot en fonction du temps à différents degrés

Tableau 2: la vitesse du chariot en fonction du temps à différents  degrés

Tableau 3:  l'accélération en fonction du temps à différents degrés

           Tableau 4:  l'accélération en fonction du  sinus de l'angle

Formules

   1- Vitesse => V= Δx÷Δt                             =>                ( Xf-Xi) ÷( Tf-Ti)  = V ...

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