Etude de la chute libre avec magnum
Classes d’étude : seconde, 1S, TS
Matériel : - PC + interface Orphy GTS
- Cellule Magnum et mire jaune
- logiciel Magnum et Régressi
Acquisition : Utilisation du logiciel Magnum.
1- Etalonnage de Magnum : chute avec 50points.
2- Cliquer sur « interface » puis sur « lancer acquisition ».
3- Confirmer les 50 points, cliquer sur OK et lâcher la mire jaune entre les branches de la cellule Magnum.
4- Sauvegarder l’acquisition en cliquant sur « fichier » puis sur « sauve ».
5- Entrer éventuellement un commentaire, puis taper le nom du fichier souhaité.
6- Lancer Regressi grâce à l’icône en forme d’antenne parabolique.
Exploitation sous Regressi
Etude du mouvement :
· Se placer sur le tableau de valeur en cliquant sur .
· définir les unités en cliquant sur le dossier « Incert/Unités », puis en tapant pour x « m », pour v « m.s-1 » et pour t « s ».
· Etude de x(t) : Visualiser la courbe x=f(t) en cliquant sur , sur pour définir dans les menus déroulants d’abscisse et d’ordonnées respectivement t et x : courbe parabolique.
- Modélisation possible : cliquer sur , puis sur , cliquer sur parabole et enfin sur « OK ». Cliquer sur « Ajuster » pour affiner la modélisation.
- Vérifier que a=1/2g, v0=0 et x0=0.
· Etude de v(t) : Visualiser la courbe v=f(t) en cliquant sur , sur pour définir v comme nouvelle ordonnée : droite.
- Modélisation possible : cliquer sur , puis sur , cliquer sur droite et enfin sur « OK ». Cliquer sur « Ajuster » pour affiner la modélisation.
- Vérifier que a=1/2g, et v0=0.
· Etude de a(t) :
- Définir la variable accélération en cliquant sur , puis sur
- Donner le nom « a » de la variable, ainsi que son unité m.s-2, cliquer sur dérivée et grâce au menus déroulants aux numérateur et dénominateur pour donner l’expression dv/dt.
- Visualiser la courbe a=f(t) en cliquant sur , sur pour définir a comme nouvelle ordonnée
- Modélisation possible : cliquer sur , puis sur , cliquer sur droite et enfin sur « OK ». Cliquer sur « Ajuster » pour affiner la modélisation.
- Vérifier que a=1/2g.
Etude énergétique :
· Définir de nouvelles variables en cliquant sur , puis sur : cliquer sur « grandeur calculée » :
- Energie cinétique « Ec » en « J »: Ec=0.5*0.042*sqr(v) (masse obtenue par pesée de la mire jaune)
- Energie potentielle « Ep » en « J » : Ep=-0.042*9.81*x ( Ep(x=0) = 0 )
- Energie mécanique « Em » en « J » : Em=Ec + Ep
· Visualiser simultanément les courbes : Ec=f(t), Ep=f(t) et Em=f(t)
- cliquer sur , puis sur .
- Sélectionner dans les menus déroulants des différentes ordonnées Ec, Ep et Em.
- Vérifier que Em=constante.
Etude énergétique :
· Définir de nouvelles variables en cliquant sur , puis sur : cliquer sur « grandeur calculée » :
- Travail du poids « Wp » en « J »: Wp=0.042*9.81*x (masse obtenue par pesée de la mire jaune)
- Variation d’énergie cinétique « DEc » en « J » : DEc=Ec – Ec0 (Ec0 : première valeur de Ec calculée dans le tableau de grandeur)
· Visualiser la courbe : Wp=f(DEc) : droite linéaire
- Modélisation possible : cliquer sur , puis sur , cliquer sur droite et enfin sur « OK ». Cliquer sur « Ajuster » pour affiner la modélisation. Vérifier Wp=DEc.