Tp rendement du rebond d'une balle

Transcription

1 Tp rendement du rebond d'une balle But: - Expérience 1: Lâcher une balle de golf depuis une certaine hauteur et mesurer les 5 premiers rebonds afin de calculer le rendement. - Expérience 2: Calculer le rendement de plusieurs balles de poids et de tailles différents lors de leur premier rebond. Matériel pour les 2 expériences: - un double mètre - du scotch - une balle magique - une balle en sagex - une balle de ping-pong - une bille lilibiggs (Migros) - une balle de golf Marche à suivre: Expérience 1: - Mettre en place l'installation, c'est à dire; scotcher un double mètre sur un mur à la verticale de façon à se que l'on puisse mesurer la hauteur des rebonds. - Depuis la hauteur d'un mètre, lâcher la balle de golf. - Mesurer la hauteur des rebonds jusqu'au 5ème. - Calculer la moyenne des résultats obtenus. Expérience 2: - Utiliser l'installation de l'expérience 1. - Prendre une des 5 balles, billes. - La lâcher depuis un mètre. - Mesurer pour chaque type de balle la hauteur du premier rebond (répéter la mesure 4 ou 5 fois).

2 - Calculer la moyenne des résultats obtenus... et ranger le matériel dans la joie et la bonne humeur! Résultats expérience 1: Nombre de rebonds Tableau Hauteur moyenne (cm) % rebond (h rebond/ h départ) / % % % % % Graphique

3 Résultats expérience 2: note: se référer à la photo pour les différentes balles et billes. Sortes de balles, billes Tableau Hauteur en centimètre Bleue (lilibigs) 37 Rose (balle magique) 86 Ping-pong 71 Golf 80 Sagex 35

4 Graphique Commentaires des résultats: Expérience 1: En regardant ce graphique, nous pouvons constater que la hauteur totale du rebond de la balle de golf diminue à chaque fois. Le rebond de la balle de golf est puissant puisque il est d'environ 80%. Cela se justifie car la balle est formée d'un matériau très dur capable de se déformer et de reprendre sa forme très rapidement. On peut en plus voir que le pourcentage du premier rebond qui est de 80% reste à peu près le même pour les rebonds suivants (voir tableau de l'expérience 1). La balle absorbe très peu d'énergie car elle rebondit bien. Ceci est très important pour une balle de golf puisque quand on la frappe, il faut qu'elle puisse transformer toute l'énergie du coup en vitesse et donc en déplacement (énergie mécanique). Le principe est le même pour les balles de tennis et les puks de hockey. Pour être efficaces, il ne faut pas que les balles de golf soient molles.

5 Expérience 2: Note: Dans les expériences, les frottements de l'air sont les mêmes pour toutes les balles. En regardant ce graphique, on peut voir que, suivant les balles, billes le rebond est totalement différent: Balle de Sagex: cette balle est formée d'un matériau plein d'air et très mou, c'est pourquoi elle absorbe l'énergie dans le rebond. On peut la comparer à une éponge. C'est d'ailleurs pourquoi cette balle a le rebond le plus faible. Balle magique (rose): cette balle est formée d'un matériau très élastique qui lorsqu'il se déforme reprend très vite sa forme initiale. C'est pourquoi au rebond, en reprenant sa forme il est capable de rebondir très haut. C'est d'ailleurs pourquoi cette balle a le rebond le plus haut. Balle de ping-pong: cette balle est formée d'un matériau dur et léger capable de se déformer et de reprendre sa forme rapidement. Elle a comme la balle magique et la balle de golf un très bon rebond. Balle de golf: cette balle comme la balle de ping-pong a le même caractéristique. Elle est plus lourde que la balle de pingpong parce qu'on l'envoie dans les airs, il faut qu'elle ait une bonne trajectoire. Bille (bleue, lilibiggs): cette bille est composée d'un matériau très dur mais contrairement aux autres, elle ne rebondit pas très bien. C'est simplement parce que le matériau ne se déforme que très peu et donc de la peine à rebondir. Commentaires généraux: En nous renseignant, nous avons pu apprendre que plusieurs facteurs auraient pu modifier nos résultats :

6 La pression atmosphérique: La pression atmosphérique change selon le temps; elle sera plus forte s'il fait beau que s'il pleut. La pression atmosphérique «compresse» la balle et par conséquent, lui enlève une partie de sa puissance qui lui sert à remonter. Elle n'a certainement pas influencé nos résultats étant donné que nos résultats ne sont de toute façon pas très précis. De plus, toutes nos expériences se sont déroulées dans les mêmes conditions atmosphériques. Pour pouvoir remarquer des changements, il aurait fallu des instruments de mesures extrêmement précis, que nous n'avions pas à disposition. L'attraction terrestre ou gravité: L'attraction terrestre joue un très grand rôle dans cette expérience. Si elle n'était pas là, la balle n'atteindrait même pas le sol! Nous pensons que plus nous nous trouvons à faible altitude par rapport au niveau des mers ou autrement dit au niveau zéro plus l'attraction terrestre est importante. Si nous avions fait ces expériences en haut de l'himalaya(8'000 d'altitude), l'attraction aurait été moins importante et nous n'aurions certainement pas eu les mêmes résultats que ceux actuels. Les frottements de l'air: Les frottements de l'air sont un facteur tout aussi important. A cause des frottements, la balle est freinée, «frottée» par l'air, se qui la ralentit. Si nous avions eu le temps, nous aurions pu effectuer cette expérience dans le vide et pouvoir utiliser la formule: 2gh comme si les frottements de l'air n'existaient pas. Mais cela ne nous aurait pas apporté grand chose vu que sur la Terre, le vide n'existe pas. En classe, nous avons eu la chance de pouvoir faire cette expérience: notre professeur a amené un long tube où s'y trouvait une plume et un poids. Grâce à un «aspirateur d'air» il a enlevé presque tout l'air qui s'y trouvait( ce n'est pas possible d'enlever tout l'air). Il a retourné le tube et nous avons pu voir que la plume et le poids sont tombés exactement à la même vitesse. Ce qu'il faut retenir de cette expérience, c'est que dans le vide, les frottements n'existent pas,

7 ce qui fait que les frottements sont forcément une des causes de nos imprécisions Le sol: Le sol est un facteur assez particulier. En effet, si le sol avait été plus dur (béton), nos résultats auraient été tout autre. Plus le sol est dur, plus la balle va rebondir haut. En effet, le sol «dur» absorbe moins d'énergie. Par rapport à notre expérience, les «conditions» de sol ont été plutôt favorables vu que dans la salle dans la quelle nous avons effectué l'expérience, le sol était passablement dur. De toute façon, le sol était le même pour tous nos essais. Et...nos imprécisions! Conclusion: Ce que nous pouvons retirer de ce TP, c'est que ce phénomène de rebond se passe un peu partout sur la terre, dans la vie de tous les jours et que le calcul du rendement est quelque chose de courant et de pratique!