1. Dispositif expérimental

Un palet de masse m=650g, est relié à un point fixe C par l'intermédiaire d'un ressort à spires non jointives de raideur k= 4,0 N.m^-1. On étire le ressort et on lance le mobile à coussin d'air sur la table horizontale. On enregistre les différentes positions occupées par le centre d’inertie G toutes les 60 ms (t=60ms). On appelle O la projection orthogonale de G sur la table lorsque le ressort n'est ni tendu ni comprimé (position d'équilibre).

2. Etude cinématique

1. Soit la vitesse instantanée du centre d'inertie du palet à la position G_i. Exprimer littéralement et .
2. En déduire l’expression littérale du vecteur variation de vitesse = - d’origine G₃.
3. Montrer que le vecteur peut s’exprimer par la relation où est un vecteur dont la norme est exprimée en cm et un vecteur dont la norme sera exprimée en m.s^-1.
4. On choisit de prendre 12 cm pour 1 ms^-1. Compte tenu de cette échelle particulière, construire, avec le moins de report possible, le vecteur variation de vitesse d'origine G₃. Que constate-t-on ?
5. Mesurer la longueur de . Compléter le tableau en bas de page (ligne 1). En déduire la norme de la variation du vecteur vitesse en G₃. Compléter les lignes 2 et 3 du tableau.
6. Refaire le même travail en G₅ et G_9.

1. On étudie le système palet dans le référentiel table (liée à la terre référentiel admis galiléen). Faire un bilan des forces extérieures appliquées quand le ressort est tendu (donner la direction et le sens de chacune de ces forces puis faire un schéma). Donner l’expression du vecteur ? Comment se simplifie cette expression dans ce cas ? Justifier.
2. On rappelle que la valeur de la tension T du ressort est, à chaque instant proportionnelle à son allongement selon l'expression : T=k.D l. Déterminer, en G₃, la norme de T. Compléter le tableau (ligne 4 et 5).
3. Comparer les vecteurs et le vecteur sommes des forces (compléter la ligne 6).
4. Refaire le même travail en G₅ et G_9.
5. Conclure

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depuis le 1er septembre 2001