Introduction 
Cette expérience est une étude particulière du yoyo. Nous ne
nous intéressons pas ici à la vitesse ou la position en fonction
du temps, mais à l’accélération. Quand un yoyo “tombe”, il
n’est pas en chute libre. De par son fonctionnement, il est
obligé de tourner. Son inertie entre donc en ligne de compte. Au lieu de subir une accélération g (gravitationnelle), il en subit une plus faible.
Il découle que si l’on mesure son poids (avec une balance ou une auge de contrainte), on trouve un poids dynamique plus faible que le poids statique. La roue dont nous disposons ici est constituée d’un axe central léger relié par des rayons à une couronne en fer (voir figure 1).
Figure 1 : Schéma de la roue de Maxwell. La
masse et l’inertie de l’axe central et des rayons
sont négligés.
But de la manipulation :
Nous allons étudier le mouvement d'un mobile en rotation
autour d'un axe mobile.
Par I’ expérience de la roue de MAXWELL, cette déminerai permet la description directe ; des forces d' inertie et la transformation de I’ énergie potentielle en énergie cinétique et inversement
Matériels utilisés : Un voyant ou roue massée dite de maxwell (1) de diamètre de 130 mm ,un pois de 435g avec axe(6).
une balance Roberval de précision (2) avec couteaux (7).
Tiges de 1 m (3).
Bain d'huile (4) pour l'amortissement.
vis moletée (5) pour régler l'horizontal de l'axe de la roue.
lampe (
.
Quatre noix (9).
Deux masses de 200 g.
Deux fils inextensible(10).
Ecran pour visualiser la projection.
Masse de sable four équilatère la balance.
Des couteaux de la balance : * Dynamomètre
* Chronomètre
Etude théorique : En considérant un système en mouvement sans frottement, soumis a la seule action de son poids on peut écrire :
W =Ec₂ –Ec₁ = ∆ Ec
Et:
w= Ep₁-Ep₂ = - ∆Ep
Donc:
Ep₁-Ep₂ =Ec₂ –Ec₁
Ou:
Ep₁+Ec₁ = Ep₂+Ec₂
Tel que: w (le travaille)
Ec : énergie cinétique.
EP : énergie potentielle.
Avec : Ep= Mg Z + Cts
En G₀ on a Ep
Et: Ec = 1/2 M V² +1/2 JV²/r²
Ec = V² /2 ( M + J/ r²)
Dou 1énergie mécanique totale est: E = Ec +Ep
=>E = V² /2 ( M + J/ r²)+MgZ
Et lorsque: -Z= 0 on Ep=O done E = V² /2 ( M + J/ r²)
-Z maximal => v=O on a Ec =0 done: E= MgZ
un autre cote on a:
-L’équation de translation : P-2F =m y
- L’équation de rotation: 2FR =Jω /dt
Figure 2
Le tableau de schéma :
H(m) T (s ) 1/2t²
0.60 5.55 15.40
0.50 5.03 12.65
0.30 3.75 7.03
0.20 3.48 6.05
Calcul tga: La droite passe par l'origine et son équation de al forme
Y =ax +β
H= 1/2t² γ
⟹γ est le tga de la graphe .
donc: γ = tga = h/(1/2t²)
= 0, 6 / 15, 40 = 0,0389
tga = 0 ,039
Les résultats : On réaliser le schéma de la figure 02
Enrouler les deux fils qui portent la roue sur I’ axe de celle-ci de telle façons que les spires soient bien serrée I’ un contre l'autre pour que la roue effectue plusieurs mouvements de descente et de remontée .
attacher la roue en haut par un autre morceau de fil.
faite la projection des couteaux de la balance sur l' ecran en utilis
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