Comment utiliser la deuxième loi de Newton pour étudier le mouvement parabolique d'une boule de pétanque ou déterminer la masse d'un électron ?
Formez des groupes de quatre élèves et répartissez-vous les taches....
MISSIONS A ACCOMPLIR A LA MAISON :
Dans chaque groupe de 4 élèves, deux élèves regardent la vidéo 1 : "Projection de vecteur"
en prenant des notes pour réaliser une fiche récapitulative (un compte-rendu sera présenté au groupe de retour en classe),
et les deux autres élèves du groupe regardent la vidéo 2: "Méthode 1, 2, 3, Go !"
en prenant des notes pour réaliser une fiche récapitulative (un compte-rendu sera présenté au groupe de retour en classe).
EN CLASSE :
1 - Par deux les élèves expliquent leur vidéo aux autres membres du groupe avant d'aborder la mission suivante....
2 - Mouvement parabolique du centre d'inertie d'une boule de pétanque :
Faire en groupe l'exercice suivant sur une grande feuille en utilisant les informations issues des vidéos ainsi que vos connaissances. Rédigez avec soin les réponses, l'affiche du groupe sera utilisée comme modèle par la suite.
Faire vérifier les équations horaires demandées à la question 3 avant de poursuivre l'exercice.
ATTENTION, toutes les constantes d'intégration figurant dans les équations horaires doivent être définies à partir des conditions initiales !
Aide pour la question 4 : L'équation horaire y(t) permet de calculer la coordonnée y de la boule à chaque instant t tandis que l'équation horaire z(t) permet de calculer la coordonnée z de la boule à chaque instant t. Pour établir l'équation de la trajectoire de la balle z = f(y), il faut "éliminer" la variable t à partir des deux équations horaires....
Aide pour les questions 5 et 6 : Pour ces dernières questions, il suffit d'utiliser les équations obtenues aux questions 3 et 4 en tenant compte des données fournies en début d'exercice ou dans la question elle-même.
3 - Détermination de la masse d'un électron :
Lire attentivement les trois documents suivants. Ils seront indispensables pour résoudre l'exercice 2 :
Puis faire, par groupe de 4 élèves, l'exercice suivant sur une grande feuille (encore une affiche CHEF D'OEUVRE !) en utilisant les informations issues des vidéos, celles des trois documents ci-dessus et vos connaissances.
Méthode 1, 2, 3, Go !
1 - Poser le décor : système étudié, référentiel et schéma
2 - Conditions initiales : position (Xzéro,Yzéro,Zzéro) du système à l'instant initial (t = 0) et vitesse initiale (Vxzéro, Vyzéro, Vzzéro) à l'instant t = 0
3 - Bilan des forces appliquées au système
et GO ! - Deuxième loi de Newton pour déterminer les composantes du vecteur accélération par projection sur les axes du repère.
Utiliser l'équation de la trajectoire fournie et les données de l'exercice pour en déduire la masse m de l'électron
Si vous trouvez une masse voisine de 9,1.10^-31 kg pour l'électron...
Vous avez réussi !
Souvenez-vous des lois de Newton : elles seront encore bien utiles dans le chapitre 7 : "Mécanique céleste et mouvements de satellites" ...
A Suivre !
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