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7. Exemples d'expériences
Pour mesurer le temps, le matériel supplémentaire
suivant est recommandé :
1 chronomètre mécanique
ou
1 capteur réflexe laser
et
1 compteur numérique
ou
1 compteur numérique
7.1 Mouvement
de
uniforme
7.1.1 Réalisation d'un diagramme angle de rotation -
temps
Paramètres recommandés :
Masse d'accélération m
M
Poulie à étages r
= 10 mm
M
Masse supplémentaire m
Angle de rotation ϕ = 10°, 40°, 90°, 160°, 250°
•
Glissez sur la barre porte-poids les masses
supplémentaires qui doivent toutes présenter le
même écart avec l'axe de rotation.
•
Fixez le fil de couture au pivot métallique de la
poulie tournante et enroulez-le 5 à 6 fois autour
de la poulie à étages.
•
Placez l'autre extrémité du fil sur la poulie de
renvoi et nouez-y l'un des crochets en S.
•
Fixez le crochet en S de manière à ce qu'il pende
au-dessus de la table.
•
Tournez la poulie tournante dans la position
angulaire souhaitée et fixez-la avec le pointeur.
•
Mettez le compresseur en service.
•
Appuyez le levier vers le bas et déclenchez le
mouvement de rotation. En même temps, lancez
la mesure du temps avec le chronomètre.
•
Lors du passage à zéro (le repère zéro passe sur la
position du pointeur), arrêtez la mesure et notez
le temps indiqué par le chronomètre.
•
Déterminez les temps pour différents angles de
rotation et réalisez un diagramme t-ϕ.
Pour les paramètres recommandés, vous obtenez les
temps suivants :
10°
40°
2 s
4 s
7.2 Accélération angulaire en fonction du couple
de rotation
7.2.1 Accélération angulaire en fonction de la masse
d'accélération
Paramètres recommandés :
U40801
U8533380
U8533341-115
U8533341-230
rotation
à
accélération
= 2 g
= 25 g écart r
= 170 mm
J
J
90°
160°
250°
6 s
8
Angle de rotation ϕ = 90°
Masse supplémentaire m
Poulie à étages r
Masses d'accélération m
•
Montez l'expérience comme décrit au paragraphe
6.1.
•
Déterminez les temps pour le même angle de
rotation avec différentes masses d'accélération m
et
correspondante α.
•
Représentez le rapport entre l'accélération
angulaire α et la masse d'accélération dans un
diagramme
7.2.2 Accélération angulaire en fonction du rayon de
la poulie à étages
Paramètres recommandés :
Angle de rotation ϕ = 90°
Masse supplémentaire m
Masse d'accélération m
Rayon de la poulie à étages r
mm
•
Montez l'expérience comme décrit au paragraphe
6.1.
•
Déterminez les temps pour le même angle de
rotation avec différents rayons de la poulie à
étages r
correspondante α.
•
Représentez le rapport entre l'accélération
angulaire α et le rayon de la poulie à étages r
dans un diagramme r
7.3 Accélération angulaire en fonction du moment
d'inertie
7.3.1 Moment d'inertie en fonction de la masse
supplémentaire
Paramètres recommandés :
Angle de rotation ϕ = 90°
Masse d'accélération m
Rayon de la poulie à étages r
Écart r
= 210 mm
J
Masse supplémentaire m
•
Montez l'expérience comme décrit au paragraphe
6.1.
•
10 s
Déterminez les temps pour le même angle de
rotation avec différentes masses supplémentaires
m
et le même écart r
J
d'inertie correspondant J.
•
Représentez le rapport entre le moment d'inertie
J et la masse supplémentaire m
diagramme
4
= 50 g écart
J
= 10 mm
M
= 1 g, 2 g, 3 g, 4 g
M
calculez
l'accélération
-α.
m
M
= 50 g écart
J
= 2 g
M
= 5 mm, 10 mm, 15
M
et calculez l'accélération angulaire
M
-α.
M
= 2 g
M
= 10 mm
M
= 0 g, 12,5 g, 25 g, 50 g
J
, puis calculez le moment
J
-J.
m
J
= 210 mm
r
J
M
angulaire
= 210 mm
r
J
M
dans un
J
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