Chute libre
Référence : EXP 100 010
Ce banc permet de réaliser un standard de la mécanique. Il vous permettra de réaliser le montage de la chute libre.
Cet appareil est principalement constitué d'un axe gradué en aluminium de 1,50 m monté sur un socle stable, et un dispositif de libération (bille) constitué par un électro-aimant.
Les manipulations sont informatisables grâce à un système de fourches optiques/chronomètre pour un traitement didactique de vos expériences. Ces capteurs optiques peuvent être positionnés sur toute la longueur du rail. Un réceptacle permet d'amortir la chute et de recueillir la bille.
DETERMINATION DE LA VALEUR DE LA CONSTANTE DE PESANTEUR
Pour déterminer la valeur de la constante de pesanteur, on va utiliser le banc en configuration chute libre.
On positionne le premier capteur à la hauteur souhaitée sur le rail gradué. On le mettra de préférence sur une graduation multiple de 10 pour faciliter la lecture des mesures. On raccorde les capteurs au chronomètre. On place le support de l'électro-aimant sur le rail gradué au dessus du premier capteur (de sorte que la vitesse initiale de la bille soit nulle. On lance le logiciel du chronomètre. On peut activer la mise en tension ou hors tension de l'électroaimant avec le logiciel En mettant hors tension cela libère la bille. Le logiciel affiche la vitesse de la bille au niveau du premier capteur, la vitesse de la bille au niveau du deuxième capteur et l'intervalle de temps entre les deux mesures, et donne ainsi l'accélération de la bille. En choisissant de placer les deux capteurs à 1 m de distance, on pourra calculer la valeur de la constante de pesanteur et la comparer à la valeur théorique. La valeur de l'accélération étant égale à la constante de pesanteur en chute libre.
ETUDE DE LA CHUTE LIBRE
Pour réaliser une chute libre sans vitesse initiale, on positionne le 1er capteur à la hauteur souhaitée sur le rail gradué. On positionne le second capteur sur la graduation souhaitée.
On place ensuite le support de l'électroaimant sur le rail gradué au-dessus du 1er capteur (de sorte à ce que la vitesse initiale de la bille soit nulle). On active l'électroaimant et on met la bille en contact avec celui-ci.
On vérifie que le réceptacle est bien positionné.
Puis on désactive l'électro-aimant pour libérer la bille.
La vitesse de la bille au niveau des deux capteurs apparaît sur l'interface, ainsi que l'intervalle de temps correspondant au temps mis par la bille pour parcourir la distance entre les 2 capteurs. Le logiciel calcule alors l'accélération de la bille, qui est égale à l'accélération de la pesanteur dans le cas d'une chute libre.
SUJETS ABORDES
> Energie potentielle de pesanteur
> Energie cinétique
> Relation entre hauteur de chute et temps de chute
> Accélération due à la gravité
> Etude des frottements statique
> Détermination de la constante de pesanteur
EQUIPEMENT NECESSAIRE
| Référence | Désignation | quantité | | PHM022420 | Ensemble chute libre et plan incliné | 1 |
PC nécessaire
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GENIE ELECTRIQUE
QCM
