La deuxième loi de Newton

Scurtu Andrei[pic 1]

29.03.2022

La deuxième loi de Newton

La relation entre la grandeur de force et l’accélération

ÉNONCÉ DU PROBLÈME:

        Pour découvrir l’effet de la force résultante agissant sur l’accélération d’un corps, il faut s’assurer de ne pas faire varier la masse. Comme nous utiliserons encore un système composé d’un chariot, d’une corde (de masse négligeable) et d’un poids, il faudra veiller à maintenir la masse totale constante même si le poids utilisé doit varier. Nous négligerons encore l’effet du frottement.

BUT:

Le but de cette expérience est de déterminer l’effet de la force nette sur l’accélération d’un corps.

IDENTIFICATION DES VARIABLES:

Variable contrôlée: La masse déposée sur le chariot et la masse attachée à la corde suspendue vers le bas.

Variable mesurée: La distance parcourue par le chariot et la quantité de points enregistrés.

Variable calculée: La force résultante et l'accélération.

HYPOTHÈSE:

Du fait que mon but est de déterminer l’effet de la force nette sur l’accélération d’un corps, ainsi qu’en analysant le protocole, je suppose que je devrais utiliser plusieurs formules et lois apprises pendant les cours de physique pour pouvoir réaliser cette expérience. Par exemple, de ce que je comprends, il faudra probablement utiliser l’équation générale du MRUA, plus précisément, la troisième équation:     xf = xi + viΔt + 0.5aΔt2 afin de trouver l’accélération expérimentale du chariot. De plus, je pense qu’il faudra utiliser la deuxième loi de Newton afin de calculer la valeur théorique de l’accélération d'un système composé: FR = ma, où FR sera la force gravitationnelle de la masse suspendue. D’ailleurs, comme j’utiliserai une loi qui nécessite la force résultante (FR = ma), cela veut dire que je devrai utiliser la formule permettant de trouver cette force résultante: FR = F1 + F2 + … + F3. Finalement, de ce que je remarque, j’aurai aussi à travailler avec plusieurs masses différentes suspendues par une corde attachée au chariot. De ce fait, il y aura une force affectant l’état du chariot, donc selon moi, plus j’augmenterai la masse de la masse suspendue, plus la force de tension augmentera, et donc plus l’accélération du chariot augmentera elle aussi.

MATÉRIEL:[pic 2]

• 4 Ruban enregistreur d’une longueur de 1.3 m.
• Un chronomètre à étincelles.
• Une poulie
• Une règle de 100.00cm
• Plusieurs poids différents composant au total une masse de 550g.
• Un chariot à roues pour des expériences d’école avec une masse de 99.28g.
• Un fil à pêche (préférablement le plus mince mais qui peut supporter une masse de 500g)
• Du ruban adhésif

MANIPULATIONS:

1. Réaliser le montage de la figure ci-dessus
2. Insérer le ruban enregistreur dans le chronomètre ;
3. Attacher l’extrémité du ruban enregistreur au fil à pêche (au besoin, poinçonner un petit trou dans le ruban et y faire passer le fil en le nouant) ;
4. Faire passer le fil à pêche par la poulie ;
5. Suspendre une masse de 100 g au fil à pêche et bien la retenir en place avec la main ;
6. Noter la masse du chariot
7. Placer des masses totalisant 450 g dans le chariot;
8. Démarrer le chronomètre enregistreur, puis laisser aller le chariot.
9. Récupérer le ruban enregistreur, et identifie-le en y inscrivant la masse suspendue à la corde. S’assurer que les points sont bien visibles sur le ruban.
10. Refaire cinq autres essais tout en déplaçant à chaque essai une masse de l’intérieur du chariot vers la masse suspendue. La masse totale du système doit demeurer constante.
11. Pour chaque ruban, détermine l’accélération en utilisant les données de distance et de temps recueillies par le chronomètre enregistreur.

RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX:

Tableau de résultats

Calculs Théoriques

1) La masse du chariot:

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