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3e · Chapitre 6 · Mouvement et interactions

Forces et interactions

TP expérimental

Mesurer et représenter des forces

Problème : Comment mesurer une force, et que peut-on dire des forces qui s'exercent sur un objet qui se déplace à vitesse constante ?

Durée : 55 min · Travail en binôme

🧰 Matériel (par binôme)

  • 2 dynamomètres (calibres 5 N et 10 N)
  • 1 ressort à spires non jointives + 1 potence + 1 règle graduée
  • 1 jeu de masses marquées à crochet (50 g, 100 g, 200 g)
  • 1 brique ou bloc de bois avec crochet
  • 1 feuille de papier de verre (A4) et 1 plaque lisse

⚠️ Sécurité

  • Ne pas dépasser le calibre du dynamomètre (ressort déformé).
  • Potence stable, posée au centre de la paillasse ; ne pas laisser tomber les masses.
  • Pieds hors de la zone sous la potence.

🧪 Protocole

  1. Partie A — Mesurer. Suspends successivement chaque masse marquée au dynamomètre ; note la valeur de la force indiquée.
  2. Partie B — Étalonner un ressort. Accroche le ressort à la potence ; mesure sa longueur à vide L₀. Suspends les masses, relève la force (lue au dynamomètre en partie A) et la longueur L. Calcule l'allongement L − L₀.
  3. Partie C — Tirer à vitesse constante. Tire la brique sur la plaque lisse avec le dynamomètre tenu horizontalement, à vitesse constante. Note la valeur indiquée. Recommence sur le papier de verre.
  4. Pour chaque partie, représente au moins une force par un vecteur, en choisissant une échelle.

📝 Résultats et exploitation

Masse (g)F lue (N)L (cm)L − L₀ (cm)
50
100
150
200
300
SurfaceF lue à vitesse constante (N)
plaque lisse
papier de verre

1. Partie A : dessine le DOI de la masse suspendue ; représente la force exercée par le dynamomètre (échelle de ton choix).

2. Partie B : trace l'allongement en fonction de F. Le ressort peut-il servir de dynamomètre ? Justifie.

3. Partie C : la brique avance à vitesse constante. Que peux-tu dire de la force de traction et des frottements ?

4. Compare les valeurs sur les deux surfaces. Interprète.

5. Pourquoi faut-il tirer le dynamomètre horizontalement ?