Comment estimer une hauteur de chute ?

Plus grande est la hauteur de chute d’une bille, plus grande est la trace qu’elle laisse dans de la pâte à modeler.

Fiche d’accompagnement de l’expérience:
 

Matériel
  • de la pâte à modeler (environ 100 g) ou un bac avec du sable fin

  • une bille d’acier ou de verre ou une boule de billard d’au moins 25 g

  • accessoires : 2 feuilles de papier et un rouleau à pâtisserie (sinon une bouteille vide forme Bordeaux)

Montage et réalisation

Aplatir de la main la pâte à modeler sur une feuille de papier pour former un disque d’épaisseur approximative 0,5 cm.

Lisser la surface en roulant la pâte à modeler à l’aide d’un rouleau à pâtisserie sous une deuxième feuille de papier (pour ne pas salir le rouleau).

Poser le disque de pâte à modeler sur le sol et ôter la feuille de papier du dessus.

Variante : utiliser un bac de sable lissé.

Une bille lâchée depuis une certaine hauteur laisse une empreinte dans la pâte à modeler.

Plus la hauteur de chute est grande, plus l’empreinte laissée par la bille est large et profonde.

Pour qu’on puisse distinguer entre elles les empreintes il faut des hauteurs de chutes qui diffèrent d’au moins 50 cm. Pour une bille de masse comprise entre 25 et 150 g, l’expérience est concluante avec des hauteurs de chute de 50 cm, 1,0 m et 1,5 m.

La pâte à modeler réchauffée un peu auparavant est plus facile à malaxer. En été, vous pouvez la laisser quelques minutes au soleil et en hiver sur le radiateur.

Explications

Lors de la chute libre l’énergie potentielle de la bille se convertit en énergie cinétique.

Lors de l’impact avec le sol cette énergie cinétique est convertie en travail de déformation de la pâte à modeler.

Plus l’énergie acquise lors de la chute est grande, plus l’empreinte dans la pâte à modeler est profonde.

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