Deuxième loi de Newton

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Deuxième loi de newton

Cadre théorique

La deuxième loi de Newton décrit ce qui se passe lorsqu'une force (ou la résultante de plusieurs forces) s'exerce sur un objet: cette force provoque une accélération, dont la grandeur dépend à la fois de la grandeur de la force et de la masse de l'objet. De plus, l'orientation de l'accélération est toujours identique à celle de la force appliquée.[pic 2]

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Méthodologie

Pour atteindre le but de cette expérience, soit vérifier la deuxième loi de Newton en mettant en relation la force et l’accélération d’un chariot, il faut qu’on effectue un montage comme le montre le schéma 1 illustré ci-dessous. Dans ce montage, un poids suspendu dans l’air est relié au dynamomètre à l’aide d’un fil et le dynamomètre est attaché au chariot placé sur le rail. Grâce à la force gravitationnelle, le poids est attiré vers le sol et dans son mouvement traîne avec lui le chariot.

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Alors que le chariot avance, plusieurs forces influençant le mouvement du chariot peuvent être observés, tels que la force de tension, la force de frottement cinétique, la force gravitationnelle et la force normale. (Schéma 2)

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À l’aide de dynamomètre, il sera possible de mesurer la force de tension appliquée par le poids. De plus, le module de la vitesse du chariot est mesuré à l’aide d’un détecteur de mouvement qui fonctionne avec des ultrasons. Les appareils sont reliés à l’ordinateur qui reçoit ces informations et les utilise pour faire des graphiques. À l’aide des données tirées de ces graphiques, un graphique de la force de tension en fonction de l’accélération sera créé et comme les expériences ne sont pas exactes, il est nécessaire de calculer l’incertitude et d’ajouter des barres d’erreurs sur le graphique. [pic 20]

La pente de graphique représente la masse, et l’ordonnée à l’origine représente le module du frottement cinétique. Grâce à l’équation 1, il sera possible d’isoler la force de tension et ainsi déterminer son module.

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Nous pouvons donc bien en conclure que le mouvement du chariot confirme la deuxième loi de Newton.

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