QUANTITE DE MOUVEMENT D`UN SYSTEME ISOLE

Principe d'inertie et quantité de mouvement
Terminale S
QUANTITE DE MOUVEMENT D'UN SYSTEME ISOLE
Introduction
Le système étudié est constitué de deux mobiles autoporteur placés sur Banc horizontale.
On étudie le choc de ces deux mobiles et la variation de la quantité de mouvement du système.
Question 1: Un système est dit isolé si la somme des forces extérieures qui s'exercent sur le système est
nulle. A quelles forces extérieures est soumis le système? Pourquoi est-il isolé?
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Quantité de mouvement
La quantité de mouvement d'un mobile de centre d'inertie G et de masse m est égale au vecteur p = mV
Dans un plan orthonormé (O ; i ; j )
y
V a pour coordonnées Vx et Vy
Vy
V = Vx i + Vy j
p
V
G
p a pour coordonnées px = m.Vx et py = m.Vy
Vx
p = m.Vx i + m.Vy j
j
x
i
1.Etude du mouvement.
situation 1
Enregistrement du mouvement avec la webcam . et modification de l’extension du fichier avec virtualdub.
Acquisition des positions
Ouvrir le logiciel Aviméca pour relever les positions successives x et y des deux mobiles.
Ouvrir un clip vidéo
Taille du clip
loupe
Aspect du
pointeur
Tableau de mesure pour
le presse-papier
En utilisant les icônes :
 Ouvrir un clip vidéo :
 Taille du clip : adapter
 aspect pointeur : blanc, petite cible
Onglet étalonnage :
1
Axe : origine et sens
à placer de préférence dans la partie inférieure gauche.
Echelle :
Dans l'onglet "mesures" choisir 2 points/image et origine des dates à l'image X (avant cette date
l'opérateur touche les deux mobiles)
A partir de l’image n°X pointer avec précision successivement le centre des deux mobiles (commencer
par le mobile de gauche)
L’image suivante apparaît automatiquement. Pointer chaque position (
 Copier les mesures dans le presse-papier OK (sans rien modifier)
Réduire Aviméca2 sans le fermer.
Traitements des données
Ouvrir REGRESI ? fichier nouveau presse papier.
Créer la grandeur vitesse vx1 et la grandeur Vx2.
Créer les grandeurs quantité de mouvement p1 et p2
Observer le graphe de ces quantités.
Question 2 : ces quantités de mouvement ont-elles variées? Si oui à quel moment?
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Question 3 : Que remarque t-on?
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Enoncer la loi fondamentale de la mécanique mise en évidence:
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Si on appelle p1 et p2 les quantités de mouvement des mobiles avant le choc et p'1 et p'2 les quantités de
mouvement des mobiles après le choc on a :
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soit en utilisant les vitesses : ......................................................................................................
2 − Propulsion par réaction
exemple : Voir la vidéo gros budget.avi puis faire fonctionner la voiture (petit budget !!!!)
On considère un système constitué de deux mobiles
autoporteurs attachés ensemble par un fil. L’un des
mobiles est équipé d’un dispositif à ressort qui, une fois le
fil cassé, expulse l’autre mobile.
On lance le système sur la table avec une vitesse v0.
a) Rappeler le principe de la table à coussin d’air.
-----------------------------------------------------------------------b) Déterminer la résultante des forces appliquée au système.
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c) Que peut-on en déduire ?
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Un peu d’humour…
Jules et Jim sont dans une barque tout près de la berge d’un lac mais Jules a échappé la rame : comment
Jim peut-il espérer regagner la berge au sec ? Proposer deux solutions.
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DECOLLAGE ARIANE 5
En simplifiant la situation, c’est à dire en supposant que le
système {fusée – gaz éjectés} est pseudo-isolé, on peut
appliquer la conservation de la quantité de mouvement.
1. A partir des données ci-dessus, évaluer la masse de gaz
éjectée quand les PAP cessent de fonctionner. Quelle est
alors la masse de la fusée ?
3. En utilisant la conservation de la quantité de mouvement du système {fusée – gaz éjectés}, calculer
la vitesse approximative atteinte par la fusée lorsque les PAP cessent de fonctionner.
4. En analysant les actions qui s’exercent entre les composants du système {fusée – gaz éjectés},
expliquer pourquoi on nomme ce mode de propulsion : « propulsion par réaction ».
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