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Etude expérimentale de la deuxième loi de Newton et énoncé complet

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Objectif : A l'aide d'enregistrements obtenus avec un « dispositif à force constante », on examine la relation qui peut exister entre l'accélération du centre d'inertie d'un mobile autoporteur et la résultante des forces extérieures appliquées au mobile.

1. Etude du système

a. Dispositif expérimental

On utilise un « dispositif à force constante ». Ce dispositif permet d'enregistrer la position du centre d'inertie du mobile, à intervalles réguliers, connaissant la valeur de la résultante des forces extérieures exercées sur le mobile.

b. Bilan des forces

Dans le référentiel terrestre, supposé galiléen, le système étudié est le mobile autoporteur de centre d'inertie G et de masse m = 600 g.
A l'instant t = 0 s, pris comme origine des dates, le mobile est lâché sans vitesse initiale.

Remarques : Les masses du fil et de la poulie permettant de réaliser le dispositif sont négligeables devant les masses du mobile et du « contre-poids ».

Le fil étant supposé inextensible ; la valeur de sa tension est la même en tout point et les déplacements de G (m) et G' (m₁) sont égaux ; leurs vitesses aussi.
L'action de l'air sur le mobile est considérée comme négligeable devant les autres forces ; le mobile se déplace sans frottements sur la table de travail.

c. Résultats

Les enregistrements suivants sont obtenus :