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Données techniques

Mouvement circulaire avec Cobra DigiMotion Expert Set

Article n° : P6216000
Principe
Le mouvement circulaire uniforme décrit le déplacement d’un corps sur une trajectoire circulaire à vitesse constante. Pour maintenir ce mouvement, une force centripète dirigée vers le centre agit en permanence sur le corps, modifiant la direction de la vitesse sans en changer la valeur. Dans la vie quotidienne, ce type de mouvement peut être observé dans les manèges tournants, les pales de ventilateurs ou les nacelles d’une grande roue. Bien que la vitesse reste constante, la direction du mouvement change continuellement. L’énergie cinétique demeure donc constante, tandis que le vecteur vitesse s’adapte en permanence à la trajectoire circulaire. À vitesse identique, plus le rayon du cercle est petit, plus la fréquence est élevée ; à l’inverse, un rayon plus grand correspond à une fréquence plus faible. Grâce au MotionBoard, le mouvement peut être enregistré et analysé avec une grande précision.

Exercices
  1. Faire tourner un MotionDot sur une trajectoire circulaire à différentes fréquences.
  2. Enregistrer le mouvement en temps réel à l’aide du MotionBoard.
  3. Mesurer la période et la vitesse tangentielle pour différentes fréquences.
  4. Étudier les relations entre la vitesse tangentielle, le rayon, la fréquence et la vitesse angulaire à partir des données mesurées.
  5. Répéter les mesures plusieurs fois afin d’obtenir des courbes caractéristiques.

Objectifs
Les apprenants doivent comprendre qu’un corps se déplaçant sur une trajectoire circulaire subit une accélération continue même si sa vitesse reste constante, car la direction du mouvement change en permanence. Ils doivent maîtriser les notions de rayon, fréquence, vitesse angulaire, vitesse tangentielle, vitesse et accélération. Dès l’introduction à la mécanique, ils doivent être capables de mesurer un mouvement circulaire, de déterminer la période et la vitesse tangentielle, et d’analyser les relations entre fréquence, vitesse angulaire, vitesse tangentielle et rayon.

Avantages
  • Enregistrement numérique précis du mouvement circulaire en temps réel dans l’application LABsense
  • Analyse directe de la période et de la vitesse tangentielle
  • Illustration claire du mouvement circulaire
  • Idéal pour le collège et le lycée
 
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