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INSTITUT POLYTECHNIQUE

DES SCIENCES AVANCEES

Département de physique

TP

PHYSIQUE I LES LOIS DE LA DYNAMIQUE

CONSERVATION DE LA QUANTITE DE MOUVEMENT

(Module Ph 11)

Cours de M. Bouguechal

(Edition 2011 - 2012)

INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIENCES AVANCEES

5 / 9, rue Maurice Grandcoing – 94200 Ivry Sur Seine * Tél. : 01 56 20 62 72 *

Etablissement Privé d’Enseignement Supérieur Technique – SIRET N° 433 695 632 00011 – APE 803Z

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T.P LES LOIS DE LA DYNAMIQUE

CONSERVATION DE LA QUANTITE DE MOUVEMENT

A/ BUT

1. Vérifier les trois lois de Newton. 2. Vérifier la loi de la conservation de la quantité de mouvement (référentiel du

laboratoire et barycentrique) 3. Déterminer la nature du choc.

B/ CONDITIONS DE L’EXPERIENCE

Deux mobiles autoporteurs A et B de forme cylindrique munis de bagues à ressorts de masse mA = 1.340 kg et mB = 0.670 kg sont lancés sur une table à coussin d’air, les frottements de surface sont alors négligeables. Un choc pas trop violent se produit alors. L’enregistrement de

la position du centre d’inertie de chaque mobile se fait pendant des intervalles de temps égaux à 60 ms.

Mobile autoporteur avec bague à ressorts et

surcharge

Choc entre deux mobiles autoporteurs sur

table à coussin d’air

C/ EXPLOITATION DU DOCUMENT

mA=1.340 kg mB = 0.670 kg τ = 60 ms échelle = ½

1ERE PARTIE : LOIS DE NEWTON

1. Déterminer le vecteur quantité de mouvement ( à représenter en choisissant une échelle convenable ) dans la 1ère phase et la 3ème phase des mobiles A et B.

2. Quelle est la nature du mouvement des mobiles A et B, dans les phases 1 et 3.

Justifiez. 3. Déterminer la variation du vecteur-quantité de mouvement ( à représenter en utilisant

la même échelle ) de chaque mobile A et B entre A5 et A7 puis B5 et B7. 4. Représenter les forces d’interaction agissant sur A d’une part et sur B d’autre part

pendant le choc.

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5. Conclusion.

6. Déterminer et représenter le vecteur accélération de chaque mob ile entre les positions 5 et 7.

7. Conclusion.

2EME PARTIE : CONSERVATION DE LA QUANTITE DE MOUVEMENT

1. Déterminer le vecteur quantité de mouvement total des mobiles A et B avant le choc et

le représenter. 2. Déterminer le vecteur quantité de mouvement total des mobiles A et B après le choc et

le représenter.

3. Déterminer leurs normes. Précisez votre méthode et justifiez. Conclusion. 4. Que peut-on dire des directions et sens des deux vecteurs.

5. Conclusion.

3EME PARTIE : CONSERVATION DE L’ENERGIE CINETIQUE TOTALE

1. Déterminer l’énergie cinétique totale des deux mobiles avant et après le choc. Faire un tableau.

2. Quelle est la nature du choc. Justifiez.

4EME PARTIE : LE REFERENTIEL BARYCENTRIQUE

1. Déterminer le centre d’inertie (barycentre) du système formé par les masses mA et mB

à t = t0, t1, t2, t3, t4 et t7, t8, t9 et t10.On appellera les barycentres G0, G1, ……etc.

2. Déterminer la vitesse du centre d’inertie VG du système AB avant et après le choc. 3. Conclusion. Précisez ce qu’est un référentiel barycentrique.

4. Déterminer les vecteurs-vitesse vAG et vBG dans le référentiel barycentrique des mobiles A et B avant le choc.

5. Déterminer les vecteurs-vitesse v’AG et v’BG dans le référentiel barycentrique des

mobiles A et B après le choc. 6. Déterminer les vecteurs quantité de mouvement pAG et pBG des masses A et B avant le

choc dans le référentiel barycentrique et les représenter. 7. Déterminer les vecteurs quantité de mouvement des masses A et B après le choc dans

le référentiel barycentrique et les représenter.

8. Que peut-on dire du vecteur quantité de mouvement total avant et après le choc dans le référentiel barycentrique.

9. Le démontrer.

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Echelle : ½ (tous les enregistrements sont identiques)

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(Module Ph 11)

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