Chute libre
Qu'est-ce qu'une *chute libre* ?
Le terme chute libre désigne l'accélération d'un objet due exclusivement à la gravité. Les personnes qui sautent d'un avion sont ralenties par la résistance aérodynamique tout au long de leur chute. Une véritable chute libre est donc possible uniquement dans le vide, lorsque aucune force autre que la gravité n'agit.
Est-il vrai que, dans des conditions de vide, un hippopotame tombe à la même vitesse qu’un ver de terre ?
Construisez cette *tour de chute*.
Elle vous permettra de déterminer la constante gravitationnelle.
Effectuez un test.
Placez le modèle sur une surface solide et plane. Exécutez le programme et attendez que le capteur tactile apparaisse à l'écran. Placez la balle dans le bras, puis appuyez sur le capteur tactile situé à l’arrière de la tour de chute pour démarrer une expérience de chute.
La balle atterrit-elle sur le capteur tactile situé au pied de la tour de chute ? Un grand sourire et le temps de chute apparaissent-ils à l’écran ?
Consignez vos résultats.
Consignez le numéro de l'expérience et le temps de chute dans un tableau de test. Assurez-vous de laisser suffisamment d'espace pour pouvoir ajouter des colonnes de calcul supplémentaires.
Expérimentation
Gardez les astuces suivantes à l'esprit pendant l’expérience :
- Assurez-vous que la tour ne tremble pas lors de la libération de la balle.
- Le capteur tactile peut également être tenu en main et utilisé comme une télécommande manuelle si nécessaire. Cela permet d'éviter de faire bouger la tour, ce qui pourrait faire échouer l’expérience.
- Si l'expérience est réussie, le temps de chute apparaît à l'écran.
- Effectuez l'expérience au moins trois fois et utilisez la valeur moyenne pour vous assurer d’obtenir les résultats les plus fiables possible.
Synthétisez vos résultats.
Utilisez le temps de chute mesuré moyen pour calculer la vitesse moyenne de la balle pendant la chute ainsi que l'accélération gravitationnelle. Si vous êtes bloqués, reportez-vous à la rubrique « Conseil » pour découvrir les formules.
Quel aspect du mouvement de la balle a changé et qu’est-ce qui est resté constant ?
Formule de vitesse
Utilisez la formule ci-dessous pour calculer la vitesse moyenne. Le déplacement correspond à la hauteur de la tour de chute, qui est de 50 cm.
v = d / t
Où :
v = vitesse (m/s)
d = déplacement (m)
t = temps (s)
Loi des corps tombants
Utilisez la formule ci-dessous pour calculer la constante gravitationnelle. Le déplacement correspond à la hauteur de la tour de chute, qui est de 50 cm.
d = ½ × g × t²
Où :
d = déplacement (m)
g = accélération gravitationnelle (m/s²)
t = temps (s)
Comment cela s’est-il passé ?
Qu’avez-vous réussi ? Qu’auriez-vous pu mieux faire ?
Super ! Vous savez désormais comment les objets accélèrent en chute libre. En avant toute pour la dernière leçon !