Expérience 5 : La balistique
Lorsque l'on frappe dans un ballon il retombe naturellement au sol, la pesanteur, donc g est à l'origine de ce phénomène. Sa trajectoire et l'endroit où il retombera changent selon l'angle et la vitesse auxquels il est lancé.
Problématique : Comment peut-on lier la trajectoire d'un objet lancé à g ?
Principe :
La 2ème loi de Newton nous permettra d'établir la trajectoire de l'objet lancé en fonction de la vitesse et de l'angle initial. Nous souhaitons donc vérifier ces résultats et en déduire g dans différentes situations.
Nous filmerons donc la trajectoire de l'objet lancé tout en faisant varier la vitesse initiale et l'angle.
Hypothèses : -En 0 g, l'objet ne devrait pas tomber
-En 2 g, l'objet devrait tomber plus rapidement
Matériel : Lanceur balistique :
Trajectoire attendue :
Principe fondamental de la dynamique appliquée au système bille :
Voici un montage de chronophotographie pour un angle de tir de 25° avec la même vitesse initiale en 0g, 1g et 2g
-
En 2 g, on s’aperçoit clairement que la bille retombe plus rapidement qu’en 1g.
-
En 0g, la bille suit une trajectoire au début quasiment rectiligne uniforme conformément au principe d’inertie de Newton. Ensuite, il y a une variation due au fait que la valeur 0g n’est pas parfaitement constante.
Cela est conforme aux hypothèses émises.
Pointage vidéo en 1g avec angle de 20° :
La valeur de g obtenue est 9,67 m.s-².
Pointage vidéo en 2g avec angle de 20° :
La valeur de g obtenue est 9,66 m.s-².
Pointage vidéo en 2g avec angle de 40° :
La valeur de g obtenue est 9,93 m.s-².
