Mécanique
Charge sur une rampe
Observez la charge glisser lentement — une rampe nécessite moins de force que de soulever.
Charge sur une rampe — simulation interactive de Mécanique. Observez la charge glisser lentement — une rampe nécessite moins de force que de soulever. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Plan incliné comme machine simple
Une rampe permet de soulever une charge avec une force plus faible appliquée sur une distance plus longue — on échange distance contre force.
Le travail fourni égale idéalement le gain d'énergie potentielle gravitationnelle. Une rampe plus longue et moins inclinée réduit la force de poussée nécessaire au prix d'un déplacement plus long le long de la pente.
- Travail W = Fd = mgh (idéal)
- Composante parallèle F_parallel = mg sans θ
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Si vous relâchez la charge et augmentez l'angle de la rampe, qu'arrive-t-il à sa vitesse après le même laps de temps ?
Des pronostics à peser
- Il accélère plus vite : une rampe plus raide donne une accélération plus importante.
- Il atteint la même vitesse – l’angle n’affecte pas la vitesse à laquelle il accélère.
- Il accélère plus lentement – une rampe plus raide donne une accélération plus faible.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Angle de rampe (deg)
- Masse de charge (kg)
- Temps écoulé (s)
Ce que vous mesurez :
- Vitesse (m/s)
- Énergie cinétique (J)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage Ramp & Load dans le bac à sable de la mécanique.
- Sélectionnez la rampe et utilisez l'inspecteur pour définir son angle d'inclinaison pour cet essai.
- Relâchez la charge du repos en haut et lisez sa vitesse sur la sonde après le temps écoulé indiqué.
Équation gouvernante
Énergie cinétique — KE = ½·m·v²
L'énergie cinétique de la charge augmente avec le carré de sa vitesse à mesure qu'elle accélère sur la rampe : doubler la vitesse quadruple le KE.
Énergie potentielle gravitationnelle — PE = m·g·h
Sur une rampe sans friction, le PE gravitationnel que la charge perd en descendant se convertit entièrement en énergie cinétique qu'elle gagne — rien n'est perdu en chaleur.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- En utilisant v = g sin θ · t, calculez la vitesse attendue pour chaque ligne et comparez-la à ce que vous avez lu sur la sonde.
- La masse de la charge reste fixe à 3 kg pendant les trois essais tandis que l'angle change. Qu'est-ce que cela vous apprend sur la relation entre la masse et l'accélération sur une rampe sans frottement ?
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Deux charges de masse différente sont larguées simultanément sous le même angle. Lequel atteint le fond en premier ? Utilisez vos données pour justifier votre réponse.
- Les vraies rampes ont des frictions. Si cette rampe n'était pas sans friction, la vitesse mesurée serait-elle supérieure ou inférieure à votre prédiction v = g sin θ · t, et pourquoi ?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Bienvenue dans la charge en plan incliné
- Sélectionnez la charge
- Appuyez sur Lecture
- Soulever la charge
- Ouvrez les données
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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