Forces sur un point matériel et systèmes liés – équilibre, plan incliné, Atwood

Ce qu’elle montre

Ce laboratoire étudie les forces sur un point matériel dans trois situations. Sur la table des forces, vous ajoutez jusqu'à quatre forces, voyez leurs composantes, la résultante et la force équilibrante, et vérifiez le théorème de Lami pour trois forces. L'appareil de Gravesand vous fait mesurer des angles pour trouver un poids inconnu avec la règle du parallélogramme. Le plan incliné décompose le poids en P sin θ et P cos θ et montre le frottement maximal f = μN. Les systèmes liés donnent l'accélération et la tension d'une machine d'Atwood ou d'un bloc tiré par une masse suspendue. Fils légers, poulies sans frottement, frottement de glissement égal à μN.

Mode d’emploi

Choisissez Équilibre, Plan incliné ou Systèmes liés. Sur la table des forces, choisissez une force sous Modifier la force, puis réglez Intensité et Direction, ou faites glisser la pointe de la flèche. Appuyez sur Lâcher pour que le corps bouge. Noter ajoute une mesure au tableau, Couper le fil coupe le fil pendant le mouvement. Saisissez votre résultat puis appuyez sur Vérifier.

Paramètres modifiables

• Écran Équilibre, Plan incliné, Systèmes liés
• Montage de l'écran Équilibre Table des forces, Appareil de Gravesand
• Nombre de forces sur le point matériel 2–4
• Intensité de F₁ 0–10 N
• Direction de F₁ par rapport à l'axe x 0–360 °
• Intensité de F₂ 0–10 N
• Direction de F₂ par rapport à l'axe x 0–360 °
• Intensité de F₃ 0–10 N
• Direction de F₃ par rapport à l'axe x 0–360 °
• Intensité de F₄ 0–10 N
• Direction de F₄ par rapport à l'axe x 0–360 °
• Masse du point matériel 0,1–5 kg
• Corps à peser (appareil de Gravesand) Corps témoin 500 g, Corps A, Corps B, Corps C
• Masse suspendue à gauche m₁ 50–1000 g
• Masse suspendue à droite m₂ 50–1000 g
• Corps sur le plan incliné Rouleau de 1,00 kg, Rouleau X (masse inconnue), Bloc de bois sur plan rugueux
• Angle du plan θ 0–60 °
• Masse du bloc de bois 0,2–5 kg
• Coefficient de frottement μ du bloc 0–1
• Masse suspendue M 0–8000 g
• Systèmes liés Machine d'Atwood, Bloc sur une table et masse suspendue, Bloc sur un plan incliné et masse suspendue
• Masse m₁ 0,1–5 kg
• Masse m₂ 0,1–5 kg
• Coefficient de frottement μ (systèmes liés) 0–1
• Angle du plan θ (systèmes liés) 0–60 °

Questions à explorer

1. Que remarquez-vous sur le triangle des forces quand trois forces maintiennent un point matériel en équilibre ?
2. Pourquoi le graphique de la force d'équilibre en fonction de sin θ est-il une droite passant par l'origine ?
3. Comment l'accélération de chaque corps change-t-elle si vous coupez le fil pendant le mouvement ?