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2. Description
L'appareil à mouvement rotatif sert à déterminer
l'accélération angulaire en fonction du couple et
sert également à déterminer le moment d'inertie
en fonction de la distance d'un corps par rapport
à l'axe et de sa masse.
Un axe vertical pivotant, au palier sur agate,
supporte
une
barre
maintien des disques poids. La force du poids
entraîné est transmise au moyen d'une poulie et
d'une corde enroulée sur l'axe autour d'une
broche.
3. Caractéristiques techniques
Plaque de base :
Barre transversale :
Broche :
Poids :
4. Accessoires supplémentaires requis
Double-mètre pliant
Chronomètre numérique
5. Exemples d'expériences
5.1 Calcul de l'accélération angulaire
Placez des masses sur la barre transversale en
les y fixant à l'aide des disques poids, faites
passer la corde et enroulez-la autour de la
broche ; passez la corde au-dessus de la poulie
et l'y enroulez ; connectez la corde au crochet
de masse en veillant à ce qu'elle soit
perpendiculaire à la broche. Maintenez le
crochet de masse.
•
Deux étudiants équipés de chronomètres
seront prêts à stopper le temps.
•
Relâchez le crochet de masse.
transversale
pour
de 200 mm x 140 mm
de 600 mm
diamètre de 9/18 mm
d'environ 1,3 kg
1000742
U11902
•
Un étudiant enregistrera le temps écoulé
entre le moment où le crochet de masse est
relâché et celui où il touche le sol.
•
Dès que la masse touche le sol, le
deuxième étudiant enregistrera le temps
que prend la barre transversale à tourner
deux fois. Veillez à effectuer ces mesures
avant que l'appareillage ne se soit ralenti en
le
raison de la friction.
•
Calculez la vitesse angulaire ω de la barre
transversale en radians/secondes, sans
oublier le fait qu'une rotation correspond à
2π radians.
•
L'équation
l'accélération angulaire :
Δ
ω
α
=
t Δ
Δω représentant la valeur calculée de la
vitesse angulaire finale (la vitesse initiale
étant de zéro) et Δt le temps qu'a pris la
masse pour tomber au sol.
•
Répétez vos mesures plusieurs fois, puis
faites la moyenne des résultats obtenus.
•
Tentez de modifier la masse du crochet, la
masse sur la tige et la position de la masse
sur la tige, puis comparez-en aléatoirement
les effets sur la vitesse angulaire.
5.2 Calcul du couple
Il
sera
possible
théoriquement et expérimentalement, puis de
comparer ces deux valeurs. Le montage de
l'appareillage expérimental sera le même qu'au
paragraphe 5.1.
L'équation suivante permet d'obtenir le couple
théorique :
τ
=
=
r
x
F
θ
=
90
La corde étant perpendiculaire au rayon
de l'appareillage, r représente le rayon de la
broche. F = mg, m étant la somme des masses
fendus et du crochet. Le couple théorique est
donc calculé par l'équation suivante :
τ
=
rmg
•
La détermination d'un couple expérimental
se fera en calculant d'abord l'accélération
angulaire
présentées au paragraphe 4.1.
•
Calculez le moment d'inertie en mesurant
les distances des masses par rapport à l'axe
pivotant,
suivante.
1
=
⋅
I
M
tige
12
2
suivante
permet
de
calculer
θ
sin
rF
au
moyen
des
puis
en
utilisant
2
2
⋅
+
⋅
L
M
R
masses
d'obtenir
le
couple
méthodes
l'équation
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