Annexes

Expériences

Dans cette expérience nous allons illustrer de manière simple l'avantage de l'absence de frottements sur un train et la façon dont les frottements agissent sur la vitesse.

Matériel :

Nous avons utilisé un rail autoporteur (qui souffle de l'air),un objet placé sur le rail qui lévite quand la soufflerie est activée ; un fourche optique qui détecte le passage du mobile, l'interface ORPHY GTS-2 ; un ordinateur avec Regressi pour acquérir les données.

Le dispositif :

Protocole expérimental :

• Régler le capteur sur Regressi en cliquant sur acquisition puis linéaire et configurer le logovle d'acquisition en mettent x comme ordonné au lieu de z.
• Sélectionner une acquisition de 5 secondes.
• Cliquer sur Acquérir, puis lâcher le mobile sur la rampe pour qu'il passe devant le capteur.
• Nommez le résultat : solide sans frottements qu'on appellera S1.
• Répéter l'opération avec un patin fixé au solide afin qu'il y ait des frottements. Il sera appelé S2.
• Finalement traiter les courbe obtenue sur le logiciel regressi.

Interprétation :

On voit que le mobile sans frottements (S1) est plus rapide que le mobile avec frottements (S2) car ce dernier mais plus de temps que S1 pour parcourir la même distance.
Soit x la distance que la fourche optique mesure et t la durée. Nous allons créer la grandeur V pour connaître la vitesse des deux solide. Il faut dans Régressi ajouter une grandeur qui sera V= x/t en m/s pour unité. Puis nous traçons les courbes :

Le solide S1 va plus vite que S2 car sa vitesse est de 0,6m/s en 0,25s alors que S2 fait du 0,45m/s en 0,31s. On se rend compte que puisque le solide S1 n'a pas de frottements il atteint une vitesse plus élevé que S2 et en moins de temps. Ainsi la force de frottement joue un rôle très important en terme de vitesse.
C'est pourquoi les trains à sustentation magnétiques sont plus rapides que les autres trains classiques.

Nous allons rajouter la grandeur de l’accélération ρ en m/s²

On observe que l’accélérarion est plus élevée avec le solide S1 sans frottements que avec le solide S2. Cela explique pourquoi les trains à sustentation magnétique atteingnent des vitesses élévées plus rapidement que les trains traditionnels

Diaporama

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