Kit énergie de position

Mesurer l’accélération d’une bille en chute libre ou sur plan incliné

Ce banc permet d’étudier expérimentalement la vitesse et l’accélération d’une bille métallique. Réglable de 0 à 90°, il peut être positionné verticalement pour travailler sur la chute libre et l’accélération de la pesanteur, ou incliné pour observer l’évolution du mouvement sur une pente. Deux fourches optiques numériques fournissent directement les mesures de vitesse.

Applications pédagogiques ou techniques

Le dispositif permet aux élèves de passer de l’observation d’un mouvement à sa caractérisation quantitative. Les deux fourches sont positionnées à des emplacements déterminés sur le rail gradué : les vitesses obtenues peuvent ensuite être exploitées pour calculer l’accélération de la bille et étudier l’influence de l’inclinaison.

• Mesurer la vitesse d’une bille en deux points différents de sa trajectoire.
• Calculer l’accélération à partir de deux mesures de vitesse.
• Positionner le banc verticalement pour étudier la chute libre.
• Déterminer expérimentalement l’accélération de la pesanteur.
• Incliner le banc pour étudier le mouvement d’une bille sur un plan incliné.
• Comparer les résultats obtenus pour différentes inclinaisons.

Points forts en utilisation

Le guidage de la bille et l’intégration d’une graduation facilitent la réalisation de mesures répétées. Les fourches optiques fonctionnent de manière autonome : aucun ordinateur ni logiciel spécifique n’est nécessaire pour obtenir les vitesses.

• Mesure directe de la vitesse avec les deux fourches optiques numériques fournies.
• Guidage de la bille facilitant son passage dans les zones de détection.
• Graduation intégrée pour relever facilement la distance entre les points de mesure.
• Inclinaison réglable de 0 à 90° pour réaliser plusieurs types d’expériences avec le même banc.
• Gain de temps lors de la mise en place du TP grâce au fonctionnement autonome des instruments de mesure.

Contexte d’utilisation

• Lycée et enseignement supérieur pour l’étude expérimentale du mouvement et de l’accélération.
• Travaux pratiques sur la chute libre et l’accélération de la pesanteur.
• TP sur la vitesse, l’accélération et le mouvement sur plan incliné.
• Démonstration professeur pour mettre en évidence l’évolution de la vitesse.
• Utilisation par les élèves pour effectuer des mesures puis calculer l’accélération à partir des données obtenues.

Caractéristiques techniques

• Dimensions : environ 1100 x 100 x 143 mm.
• Inclinaison réglable : de 0 à 90°.
• Graduation : 960 mm.
• Rail et système de guidage de la bille.
• 2 fourches optiques numériques fournies pour la mesure de vitesse.

Pourquoi ce produit fait la différence

• Un même dispositif permet d'étudier la chute libre et le mouvement sur plan incliné en modifiant simplement son angle.
• Les deux fourches optiques permettent d’obtenir deux vitesses directement exploitables pour calculer une accélération.
• La graduation intégrée facilite la détermination de la distance séparant les points de mesure.
• Le guidage de la bille améliore la répétabilité des passages devant les fourches optiques.
• Les élèves obtiennent eux-mêmes les données nécessaires pour déterminer expérimentalement l’accélération de la pesanteur et confronter leur résultat au modèle physique.

Conclusion

Ce banc associe guidage de la bille, réglage de l’inclinaison, graduation et mesure numérique de vitesse dans un même montage. Il permet aux élèves de passer concrètement de mesures de vitesse au calcul d’une accélération, aussi bien lors de l’étude de la chute libre que d’un mouvement sur plan incliné.