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20 TP - N°6 : LA CONSERVATION MECANIQUE DE L` ENERGIE

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Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
LMD, première année – Semestre 2
Faculté de Physique
Année Universitaire 2015 - 2016
TP - N°6 : LA CONSERVATION MECANIQUE DE L’ ENERGIE
But de l’expérience :
-
La conservation de l’énergie mécanique.
Equipements :
- 01 Tige métallique.
- 02 Noix.
- 01 Support.
- 01 Chronomètre digital.
- 01 Barrière lumineuse.
- 01 Source de tension.
- 04 Fils de connexion.
- Roue de Maxwell
Partie théorique :
Le pendule de Maxwell est un très bon exemple du principe de conservation de l’énergie mécanique.
Le système est constitué par un volant de masse m et de rayon t. Deux fils sont enroulés dans le même
sens autour de l’axe du volant, avec leurs extrémités opposées reliées a un support horizontal. Le volant
se charge en enroulant les fils autour de son axe de façon à se trouver à une certaine h par rapport au plan
de référence.
La loi de la conservation de l’énergie est toujours testée dans des expériences.
Jusqu’ici, la théorie été confirmée. On se sert souvent du pendule de Maxwell pour illustrer la loi de la
conservation de l’énergie. L’énergie mécanique Em : Ec + Ep
On prendra l’énergie cinétique du volant :
Jz est le moment d’inertie du volant. Son énergie potentielle gravitationnelle est : Ep = mgh
En présence de forces conservatives seulement, vaut le principe que pendant la transformation, les
énergies partielles se transforment, alors que l’énergie mécanique est conservée.
Em = cte ⇒ dEm/dt = 0
D’où la vitesse du volant :
20
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
LMD, première année – Semestre 2
Faculté de Physique
Année Universitaire 2015 - 2016
TP N°6: LA CONSERVATION MECANIQUE DE L’ ENERGIE
LE PENDULE DE MAXWELL
Date :
Nom
:
Nom
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Prénom
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Prénom
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Section
:
Groupe
:
Enseignant
:
Note :
/ 20
PARTIE THEORIQUE
1. Donner les expressions littérales de :
 Energie cinétique totale ECT = EROT + ETRANS = ……………………………………………...
 Energie potentielle ET = ……………………………………………………………………….
 Energie mécanique EMEC = ……………………………………………………………………
2. En utilisant la conservation de l’énergie mécanique dEMEC/dt = 0
Trouver l’expression de l’accélération
……………………………………………………………………………………………………..
3. En déduire les expressions de la vitesse v(t) puis du déplacement h(t).
v(t) = ……………………………………………………….…………………………
h(t) = …………………………………………………………………………………..
PARTIE EXPERIMENTALE
1. Remplir le tableau suivant :
h(cm)
t(s)
20
……………..
……………..
……………..
30
……………..
……………..
……………..
40
……………..
……………..
……………..
50
……………..
……………..
……………..
60
……………..
……………..
……………..
70
……………..
……………..
……………..
80
……………..
……………..
……………..
∆t
2
t moy
2
∆t
2. Tracer sur un papier millimétré h(t) = f(t2 moy)
3. Reporter les calculs de la pente puis déterminer l’accélération à partir du graphe obtenu
……………………………… et
………………………………………………………………
On donne r = 2,5 mm et M = 0,436 kg
Déduire le moment d’inertie J = …………………………………………………………………………….
CONCLUSION :……………………………………………………………………………………………………………..………
………………………………………………………………………………………………………………………..……………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……..………………………………………………………………………………………………………………………………..…….
21
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