Mouvements et forces

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Activité 2 p. 201 : Modification du mouvement d’un corps.

Schéma : (quel mouvement est étudié, le référentiel choisi et l’origine des temps) Trajectoires de la bille pour les différents cas, étudiées dans le référentiel terrestre à partir du moment où la bille est lâchée.

Cas n°1 : Cas n°2 : Cas n°3 : Cas n°4 :[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

1. Observations : (ces questions vous aident à compléter votre schéma)

a) Choisissez un référentiel et une origine des temps pour l’étude du mouvement de la bille. Placez un repère fixe de votre référentiel sur vos schémas, puis dessinez la trajectoire de la bille dans les différents cas. Décrire la forme chaque trajectoire.

Le mouvement de la bille est étudié dans le référentiel terrestre à partir du moment où la bille est lâchée. Sans aimant, la trajectoire de la bille est une trajectoire rectiligne.

b) Le mouvement de la bille est déviée (ou courbée) à proximité de l’aimant. Plus l’aimant est proche, plus la bille est déviée. Si l’aimant est trop proche, la bille vient s’y coller.

c) Dans ce dernier cas, la bille se met en mouvement vers l’aimant d’abord lentement, puis de plus en plus rapidement, jusqu’au contact. La vitesse de la bille n’est pas constante au cours de ce mouvement, la bille accélère en direction de l’aimant.

2. Interprétations :

a) Le mouvement de la bille dépend de la présence de l’aimant, on a donc une interaction entre la bille et l’aimant.

b) (Qu’est-ce qui empêche l’aimant de bouger ? Quel résultat aurait-on si les forces de frottement n’existaient pas ?) En plaçant l’aimant sur un système de roulement et en tenant la bille, l’aimant se rapproche de la bille. On montre que la bille exerce une interaction sur l’aimant car le mouvement de l’aimant dépend de la présence de la bille.[pic 7][pic 8]

c) Diagramme « Objet-interaction » :

Plus la bille et l’aimant sont proches, plus la trajectoire de la bille est déviée. D’autre part, plus la bille et l’aimant sont proches, plus la bile accélère. Donc l’interaction bille-aimant est plus forte quand la distance entre ces objets diminue.

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CONCLUSIONS :

Les différentes expériences réalisées dans cette activité montrent que les forces appliquées dans un système (= interactions entre les objets) peuvent mettre en mouvement ou modifier le mouvement d’un corps (= sa trajectoire et sa vitesse).