Corrigé du TP n°8 Physique : Transfert d`énergie – Étude de la chute

1ere S
Corrigé du TP n°8 Physique :
Transfert d'énergie – Étude de la chute libre
2008-2009
Ce TP avait pour but de réaliser l'acquisition vidéo à l'aide d'une webcam de la chute libre d'une
balle de tennis. Exploité par les logiciels Regavi et Regressi, cet enregistrement vidéo nous
permettra de réaliser une étude énergétique de ce mouvement de chute libre.
III) Traitement de l'enregistrement vidéo :
3-1) Référentiel et système d'étude :
On étudie la balle de tennis dans le référentiel terrestre que l'on supposera galiléen.
3-2) Caractéristiques de la balle nécessaires à une chute libre :
Pour que la bille soit animée d'un mouvement de chute libre, elle ne doit subir que son propre
poids. Les frottements fluides avec l'air doivent donc pouvoir être considérés comme
négligeables devant le poids. La masse de la balle ne doit donc pas être trop faible, sous peine
de voir le poids également trop faible pour pouvoir négliger la force de frottements.
3-3) Condition relative à la durée du mouvement :
La durée du mouvement doit être relativement courte, pour pouvoir continuer de négliger la
force due aux frottements avec l'air. En effet, la balle ayant un mouvement accéléré, sa vitesse
augmente et par conséquent la valeur de la force de frottement qui lui est proportionnelle. Au
bout d'un certain, la vitesse de la balle est telle que la force de frottement ne peut plus être
négligée, et le mouvement n'est plus une chute libre.
3-4) Allure des courbes :
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On constate donc que la courbe représentant la variation de l'énergie potentielle au cours du
temps est décroissante alors que celle représentant les variations de l'énergie cinétique est
croissante. Les deux courbes sont symétriques.
3-6) Conclusion :
Nous pouvons donc en déduire qu'au cours d'un mouvement de chute libre, il y a un transfert
d'énergie potentielle de pesanteur en énergie cinétique.
La somme des énergies cinétique et potentielle de pesanteur, que l'on nomme énergie
mécanique du système (EM = EC + EP) est donc constante au cours du mouvement, on dit alors
que l'énergie mécanique se conserve.
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