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Conservation de l'énergie mécanique

Posté par
Soulrette
30-09-12 à 01:45

Bonjour,
J'ai un lab sur la conservation de l'énergie et je suis un peu perdue. Le lab consiste à laisser un chariot sur une rail légèrement surélevé de sorte que ça fasse un plan incliné. Le but est de prouver la relation : Ef = Ei ----> 1/2mv2 = mgh + 1/2mv2----> v2f= 2gh + v2i ----semblable à---> y=ax+b . J'ai déja calculé l'angle d'inclinaison et à partir de l'angle déterminé les différentes hauteurs durant son trajet (en fonction de sa position). Je dois maintenant déterminer le carré de la vitesse (et faire le graphique du carré de la vitesse en fonction de la hauteur qui est supposé me donner une droite) en considérant que Δv= 0,005 m/s.

Dois-je calculer la vitesse et ensuite la même au carré ( v2= (Δx/Δt)2 ). C'est ce que j'ai fait et ça ne me donne pas vraiment une droite.

Quelqu'un pourrait m'aider ?
Merci d'avance !!

Posté par
Coll Moderateur
re : Conservation de l'énergie mécanique 30-09-12 à 07:50

Bonjour,

Bienvenue sur le forum de l' pour ton premier message !

Pour bien t'aider il nous faudrait un peu plus de détails...

Comment les manipulations ont-elles été faites ?
Pourquoi calculer un angle ? Il semble que la connaissance des hauteurs puisse suffire.
Bien sûr la relation représentée par une fonction affine est valable pour une expérience idéale (aucun frottement et donc pas de perte d'énergie mécanique) ; c'est difficile à réaliser en pratique et c'est peut-être pour cela que tu ne trouves pas une droite.

En l'absence de frottements :
énergie mécanique finale = énergie mécanique initiale

E_f\,=\,E_i

énergie cinétique finale + énergie potentielle de pesanteur finale = énergie cinétique initiale + énergie potentielle de pesanteur initiale

Si la hauteur finale est prise pour origine des mesures de hauteur :

\large \frac{1}{2}.m.v_f^2\,+\,0\,=\,\frac{1}{2}.m.v_i^2\,+\,m.g.h_i

et donc

v_f^2\,=\,2.g.h_i\,+\,v_i^2

Comment étaient mesurées :
. la vitesse initiale ?
. la vitesse finale ?

Posté par
Soulrette
re : Conservation de l'énergie mécanique 30-09-12 à 16:57

Merci beaucoup de me répondre.

Pour être plus détaillée, l'expérience consistait à laisser tomber un chariot d'une certaine masse (528 g) sur un rail (avec butoir pour amortir sa chute) légérèment incliné par deux blocs de bois (hauteur des deux blocs= 5,00 cm).Il était relié à un détecteur de mouvement qui permettait de savoir sa position en fonction du temps. J'ai dû selectioné 6 points sur le graphique position en fonct. temps:
(o,3970s , 0,364m), (0,4973s, 0,418 m), (0,5968s, 0,476m), (o,6964s, 0,538m), (0,7960s,0,605m) et (0,8956s,0,677 m). Le chariot fait un trajet de 1 m.

Puisque l'angle demeure le même tout le long de la descente, j'ai pu le calculer à partir de la hauteur des blocs et du 1 m en faisant sin-1(0,05 m/ 1 m). Ce qui donne un angle de 2,87 ± 0,03 degré (j'ai utilisé la méthode des extrêmes).

Ensuite, j'ai calculé les différentes hauteurs(y) en fonction du temps à partir de l'angle d'inclinaison obtenu de sorte que, par exemple, pour le point 1 (0,3970s , 0,364m) ----> ∆x= 0,364m  donc sin(2,87)× 0,364m = 0,0182 ± 0,0002 m  à t= 0,3970s la hauteur= 0,0182 ± 0,0002 m.

Là où je bloque, c'est quand on dit qu'il faut calculer v2f en considérant Δv= 0,005 m/s pour chaque temps et faire un graphique de v2en fonct. de hauteur. Dois-je calculer la vitesse initiale et finale à partir des points que j'ai obtenu de la position en fonct. du temps et ensuite les mettre au carré. Je suis supposé avoir une droite dont la pente est égale à 2g  et la droite de mon graphique me donne une pente de -15,57.

Posté par
Coll Moderateur
re : Conservation de l'énergie mécanique 30-09-12 à 18:06

Je ne comprends pas ce qui t'est demandé. Je suis désolé.

Voici ce que j'ai fait :
La hauteur du deuxième point : environ 2,91 cm
La hauteur du cinquième point : environ 1,975 cm
J'ai calculé une approximation de la vitesse au deuxième point et au cinquième point.
Pour le deuxième point : environ 0,56 m/s
pour le cinquième point : environ 0,70 m/s

J'élève les vitesses au carré ; je divise la différence des carrés des vitesses par deux fois la différence de hauteur et avec ceci je trouve que g 9,2 m.s-2
ce qui n'est pas mal du tout...

Voilà ce que je peux faire pour l'instant.



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