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Coefficient de restitution à l’impact

Le second corps est au repos. Relevez les vitesses après un choc central et déterminez le coefficient de restitution e ; le résultat est la moyenne sur plusieurs essais.

Collège–lycée· 20 min·Simulation voisine: Mécanique classiqueChocs unidimensionnels

Objectif

Estimer le coefficient de restitution e = (v₂f − v₁f)/v₁ᵢ, le second corps étant initialement au repos, d’après une série de lancers.

Matériel

  • Rail à coussin d’air
  • Deux masses (m₁, m₂)
  • Capteurs de vitesse

Expérience

Théorie

Pour un choc central unidimensionnel, si le second corps était au repos, e = (v₂f − v₁f)/v₁ᵢ. La valeur e = 1 correspond à un choc parfaitement élastique, e = 0 à un choc parfaitement inélastique.

Mode opératoire

  1. Le second corps est au repos ; m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg (fixés par le modèle). Réglez la vitesse d’incidence v₁ᵢ et cliquez sur « Enregistrer la mesure ».
  2. Relevez v₁f et v₂f (léger bruit sur les vitesses) ; le tableau calcule e = (v₂f − v₁f)/v₁ᵢ.
  3. Recommencez au moins 5 essais à des v₁ᵢ différents.
  4. Prenez la moyenne de la colonne e et comparez-la à la référence.
  5. Formulez la conclusion.

Conclusion

Le coefficient de restitution moyen s’accorde avec la référence dans les limites de la tolérance. Principales incertitudes : bruit des capteurs de vitesse et idéalisation d’un choc strictement unidimensionnel.