Mouvement d'un chariot sur un plan incliné
Position du problème:
Un chariot S de masse m, lâché sans vitesse initiale du sommet d'un plan incliné faisant un angle ß=.... avec l'horizontale, glisse sans frottement sur ce plan.
On se propose de déterminer la nature de ce mouvement et d'établir sa loi horaire.
Mode opératoire:
Un chronomètre branché à deux cellules C1 et C2 placées aux points A et B du plan incliné permet de mesurer le temps mis par le chariot pour parcourir la distance AB.
Prendre comme origine des espaces le point A et comme origine des temps l'instant du passage du chariot par ce point. Mesurer les dates du passage du chariot par la cellule C2 pour différentes positions de celle-ci.

Les élèves mesurent les temps mis par le chariot pour parcourir la distance AB sur le plan incliné.

invis.jpg (808 octets)
Résultats:
a-Compléter le tableau suivant:

x=AB(m)              
t(s)              
t2(s2)              

b-Tracer, sur papier millimétré, la courbe x=f(t2). Quelle est la forme de la courbe obtenue?
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c-Que peut-on conclure?
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d-Déterminer graphiquement le paramètre caractérisant la courbe obtenue. Préciser son unité dans le SI. Que représente-t-il pour le mouvement?
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e-En déduire la nature du mouvement du chariot et établir sa loi horaire.
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f-Faire l'inventaire des forces exercées sur le chariot.
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g-Appliquer la relation fondamentale de la dynamique, en déduire l'expression de l'accélération du chariot et calculer sa valeur en prenant g=10m.s-2 et ß= ... .
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h-La valeur trouvée concorde-t-elle avec celle trouvée expérimentalement?
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i-Pour expliquer l'écart entre la valeur théorique et la valeur expérimentale de l'accélération, on admet qu'il s'exerce sur le chariot des forces de frottement, équivalentes à une force unique de droite d'action parallèle à la ligne de plus grande pente du plan incliné de sens opposé au mouvement et de valeur constante.
Calculer la valeur de cette force sachant que la masse du chariot est m=...Kg.
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